Dodano: 23 lipiec 2020r.

Pierwsze bezpośrednie zdjęcie podobnej do Słońca gwiazdy z wieloma egzoplanetami

Astronomowie korzystając z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) wykonali pierwsze w historii zdjęcia młodej gwiazdy podobnej do Słońca, wokół której krążą dwie duże egzoplanety.

Pierwsze bezpośrednie zdjęcie podobnej do Słońca gwiazdy z wieloma egzoplanetami

 

Bezpośrednie obrazy układów wieloplanetarnych to rzadkość. Uczeni do tej pory nie obserwowali bezpośrednio więcej niż jednej planety krążącej wokół podobnej do Słońca gwiazdy.

Zobrazowana przez VLT gwiazda, znana jako TYC 8998-760-1, znajduje się około 300 lat świetlnych od nas w konstelacji Muchy. Naukowcy szacują, że system ten ma zaledwie 17 milinów lat, co w porównaniu do Układu Słonecznego i naszego Słońca, które liczy sobie już 4,6 miliarda lat, jest wiekiem niemowlęcym.

Opis badań ukazał się w piśmie „The Astrophysical Journal Letters”.

Historyczna fotografia

Chociaż astronomowie odkryli do tej pory ponad cztery tysiące egzoplanet, większości z nich nie została dostrzeżona bezpośrednio lecz za pomocą metod pośrednich. Planety pozasłoneczne są przeważnie obserwowane jako cienie przechodzące na tle tarczy swojej gwiazdy macierzystej (tzw. metoda tranzytu) lub ich obecność jest wnioskowana na podstawie wzajemnego oddziaływania na siebie układów mas gwiazdy i otaczających ją światów (tzw. metoda prędkości radialnych).

Tylko kilkadziesiąt planet krążących wokół innych gwiazd zostało bezpośrednio zobrazowanych, a tylko dwie z tych gwiazd mają więcej niż jedną planetę. Żadna z nich nie przypomina naszego Słońca. To sprawia, że osiągnięcie astronomów jest tak znaczące.

W nocy 16 lutego 2020 roku astronomowie korzystający z teleskopu VLT w Chile byli w stanie uzyskać bezpośrednie obrazy dwóch ogromnych egzoplanet krążących na odległych orbitach wokół gwiazdy TYC 8998-760-1. To pierwsze bezpośrednie obserwacje układu więcej niż jednej planety krążącej wokół gwiazdy podobnej do Słońca.

Obie planety można zobaczyć na nowym zdjęciu (poniżej) jako dwa jasne punkty zaznaczone strzałkami oddalone od swojej gwiazdy, która na obrazie znajduje się w górnej, lewej części kadru. Inne jasne obiekty widoczne na fotografii to gwiazdy tła.

Pierwsze w historii zdjęcie wieloplanetarnego systemu wokół gwiazdy podobnej do Słońca

- To odkrycie jest migawką środowiska, które jest bardzo podobne do naszego Układu Słonecznego, ale znajduje się na znacznie wcześniejszym etapie jego ewolucji - powiedział w oświadczeniu Alexander Bohn z Uniwersytetu w Leiden w Holandii, główny autor publikacji.

Planety

Obie planety krążące wokół TYC 8998-760-1 nie przypominają niczego, co można zobaczyć w naszym Układzie Słonecznym. Bliższa gwiazdy planeta, to gigant o masie 14 razy większej od Jowisza. Znajduje się 160 razy dalej od swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca. Pluton w naszym Układzie Słonecznym znajduje się około 39 razy dalej niż Ziemia od Słońca. Zewnętrzny świat jest nieco mniejszy, ale i tak jego masa jest sześć razy większa od masy Jowisza. Krąży w odległości dwukrotnie większej od swojego towarzysza, czyli 320 razy dalej niż Ziemia od Słońca. 

Dla porównania, wystrzelona w 1977 roku sonda kosmiczna Voyager 1, która w 2012 roku przekroczyła zewnętrzną krawędź heliosfery - ochronnego „bąbla” cząstek i pól magnetycznych wytwarzanych przez nasze Słońce - i znalazła się w przestrzeni międzygwiezdnej, wciąż znajduje się bliżej swojej gwiazdy, niż którakolwiek z nowo zobrazowanych planet.

Orbity obu planet są stabilne, co sugeruje, że prawdopodobnie tam powstały. Ta rodzina egzoplanet może dostarczyć nowych informacji na temat formowania się układów planetarnych. - Podobnie jak w przypadku wielu innych odkryć egzoplanet, to odkrycie uświadamia nam inne scenariusze, o których nie pomyśleliśmy - przyznał Bohn.

„Uzyskanie zdjęć było możliwe dzięki wysokiej wydajności instrumentu SPHERE na teleskopie VLT, pracującym na chilijskiej pustyni Atakama. SPHERE blokuje jasne światło od gwiazdy przy pomocy tzw. koronografu, pozwalając na zobaczenie znacznie słabszych planet. O ile stare planety, takie jak w Układzie Słonecznym, są zbyt chłodne do odnalezienia tą techniką, młode planety są gorętsze i dlatego świecą jaśniej w zakresie podczerwonym. Wykonując kilka fotografii w trakcie ubiegłego roku, a także korzystając ze starszych danych aż do 2017 roku, zespół badawczy potwierdził, że dwie planety są częścią systemu gwiazdy” - czytamy w komunikacie opublikowanym przez ESO.

W oczekiwaniu na nowe teleskopy

- Naszemu zespołowi udało się wykonać pierwsze zdjęcia dwóch gazowych olbrzymów krążących wokół młodej gwiazdy, która jest słonecznym analogiem – powiedziała Maddalena Reggiani z KU Leuven w Belgii, współautorka publikacji.

Nasza obecna technologia ogranicza to, co możemy dostrzec we Wszechświecie. Obserwatoria nowej generacji, takie jak James Webb Space Telescope lub Extremely Large Telescope (ELT) ESO, powinny być w stanie sięgnąć głębiej w poszukiwaniu nieznanych światów.

- Możliwość, że przyszłe instrumenty będą w stanie wykryć planety o mniejszej masie wokół tej gwiazdy, stanowi ważny element w zrozumieniu systemów wieloplanetarnych, z potencjalnymi implikacjami dla historii naszego Układu Słonecznego - podsumował Bohn.

 

Źródło: ESO, fot. ESO/Bohn et al.