Pärast seda, kui 1995. aastal avastati esimene planeet, mis tiirleb ümber normaalse tähe, välja arvatud Päike, on nüüd teada neist 150 eksoplaneetide kandidaatidest rohkem kui 150. Enamik neist tuvastatakse kaudsete meetoditega, mis põhinevad kas kiirguse kiiruse muutumisel või tähe tuhmumisel planeedi ees liikudes (vt ESO PR 06/03, ESO PR 11/04 ja ESO PR 22/04). ).
Astronoomid eelistaksid siiski eksoplaneedi otsest pilti saada, võimaldades neil paremini objekti füüsilist olemust iseloomustada. See on erakordselt keeruline ülesanne, kuna planeet on tavaliselt peidetud oma peremehe tähe "pimestamisse".
Sellest probleemist osaliselt üle saamiseks uurivad astronoomid väga noori objekte. Tõepoolest, sub-tähelised objektid on noorena palju kuumemad ja heledamad ning seetõttu on neid hõlpsamini tuvastada kui sarnase massiga vanemaid objekte.
Selle lähenemisviisi põhjal võib juhtuda, et rahvusvaheline astronoomide meeskond, kes kasutab ESO väga suurt teleskoopi (ESO PR 23/04), on noore pruuni kääbuse 2M1207 kõrval nõrga valgustäpi tuvastus eelmisel aastal eksoplaneedi heauskse pilt. Hubble'i kosmoseteleskoobi andmetel põhinev hiljutine aruanne näib seda tulemust kinnitavat. Veelgi hiljutisemad Spitzeri kosmoseteleskoobiga tehtud tähelepanekud kahe varem tuvastatud “kuuma Jupiteri” planeedi sooja infrapunakiirguse kohta on selles kontekstis veel üks huvitav tulemus. See rikkalik uute tulemuste arv, mis saadi mõne kuu jooksul, illustreerib suurepäraselt selle uurimisvaldkonna dünaamikat.
Pisike kaaslane
Nüüd on erinev astronoomide meeskond [1] teinud selles valdkonnas veel ühe olulise läbimurde, leides noorele tähele pisikese kaaslase. Need teadlased on juba mitu aastat otsinud planeete ja väikese massiga objekte, eriti nende kujunemisjärgus olevate tähtede ümber - niinimetatud T-Tauri tähed -, kasutades nii otsese kuvamise kui ka radiaalse kiiruse tehnikaid. Üks nende nimekirjas olevatest objektidest on noor T-Tauri täht GQ Lupi, mis asub Lupus I (Hundi) pilves, tähtede moodustumise piirkonnas umbes 400 või 500 valgusaasta kaugusel. Täht GQ Lupi on ilmselt väga noor objekt, mida ümbritseb endiselt plaat, vanusega 100 000–2 miljonit aastat.
Astronoomid vaatasid GQ Lupit 25. juunil 2004 kohandatud optikainstrumendiga NACO, mis oli kinnitatud Yepuni, Cerro Paranali (Tšiili) ülaosas asuva väga suure teleskoobi neljanda 8,2-m pikkuse teleskoobiga. Instrumendi adaptiivne optika (AO) ületab atmosfääri turbulentsi põhjustatud moonutusi, tekitades eriti teravaid lähi-infrapunapilte.
Nagu näitab ESO PR Foto 10a / 05, näitab NACO särituste seeria selgelt tähe vahetus läheduses asuva pisikese kaaslase olemasolu. See äsja leitud objekt asub vaid 0,7 kaaresekundi kaugusel ja see oleks jäänud kahe silma vahele ilma NACO adaptiivse optika võimaluste kasutamiseta.
GQ Lupi kaugusel on tähe ja tema nõrga kaaslase vaheline kaugus umbes 100 astronoomilist ühikut (või 100 korda suurem kui Päikese ja Maa vaheline kaugus). See on Pluuto ja Päikese vaheline kaugus umbes 2,5 korda.
Kaaslane, nimega GQ Lupi B või GQ Lupi b [2], on umbes 250 korda õhem kui GQ Lupi A, nagu sellest pildiseeriast näha. NACO-ga augustis ja septembris saadud muud pildid kinnitasid kaaslase olemasolu ja positsiooni.
Liigume samas suunas
Seejärel avastasid astronoomid, et tähte on varem täheldatud nii Subaru teleskoobi kui ka Hubble'i kosmoseteleskoobi abil. Nad hankisid vastavad kujutised nende rajatiste andmearhiividest edasiseks analüüsiks.
Ka vanemad pildid, mis on tehtud vastavalt juulis 2002 ja aprillis 1999, näitasid kaaslase olemasolu, andes astronoomidele võimaluse täpselt mõõta kahe objekti asukohta mitme aasta jooksul. See omakorda võimaldas neil kindlaks teha, kas tähed liiguvad taevas koos - nagu tuleks eeldada, kui need on omavahel gravitatsiooniliselt seotud - või kui väiksem objekt on ainult taustaobjekt, lihtsalt juhuse järgi joondatud.
Oma mõõtmiste põhjal leidsid astronoomid, et kahe objekti vaheline kaugus vaatluste hõlmatud viieaastase perioodi jooksul ei muutunud (vt ESO PR Foto 10b / 05). Teadlaste jaoks on see selge tõestus selle kohta, et mõlemad objektid liiguvad taevas ühes suunas. "Kui nõrk objekt oleks taustaobjekt," ütleb Jena ülikooli (Saksamaa) kasutaja ja meeskonna juht Ralph Neuh? ", Siis näeksime eraldumise muutust, kuna GQ Lup liiguks taevas. Aastatel 1999–2004 oleks eraldus muutunud 0,15 kaaresekundi võrra, kuigi oleme kindlad, et muutus on vähemalt 20 korda väiksem. ”
Exoplaneet või pruun kääbus?
Äsja avastatud objekti füüsikalise olemuse edasiseks uurimiseks kasutasid astronoomid spektrite seeria võtmiseks VLT-l NACO-d. Need näitasid väga laheda objekti tüüpilist allkirja, eriti vee ja CO-ribade olemasolu. Võttes arvesse infrapunavärve ja olemasolevaid spektriandmeid, osutavad atmosfäärimudeli arvutused temperatuurile vahemikus 1600 kuni 2500 kraadi ja raadiusele, mis on kaks korda suurem kui Jupiter (vt PR Foto 10c / 05). Selle järgi on GQ Lupi B seega külm ja üsna väike objekt.
Kuid mis on selle nõrga objekti olemus? Kas tegemist on heauskse eksoplaneediga või on see pruun kääbus, need “ebaõnnestunud” tähed, mis pole piisavalt massiivsed, et tsentraalselt tekitada suuri tuumareaktsioone? Ehkki nende kahe piiri piir on endiselt vaidlusküsimus, on üks viis nende eristamiseks nende massi järgi (kuna seda tehakse ka pruunide kääbuste ja tähtede vahel): (hiiglaslikud) planeedid on heledamad kui umbes 13 Jupiteri massi ( deuteeriumisulamise süttimiseks vajalik kriitiline mass), pruunid kääbused on raskemad.
Aga GQ Lupi b?
Kahjuks ei anna uued vaatlused otsest hinnangut objekti massi kohta. Seega peavad astronoomid tuginema võrdlusele selliste objektide teoreetiliste mudelitega. Kuid see pole nii lihtne, kui tundub. Kui astronoomid üldiselt aktsepteerivad, moodustasid GQ Lupi A ja B üheaegselt, on äsja leitud objekt väga noor. Probleem on selles, et nii väga noorte objektide puhul pole traditsioonilised teoreetilised mudelid tõenäoliselt rakendatavad. Kui neid siiski kasutatakse, annavad nad hinnangu objekti massi kohta, mis asub kuskil 3–42 Jupiteri massi vahel, st hõlmab nii planeedi kui ka pruuni kääbuse domeene.
Need pruuni kääbuse ja planeedi moodustumise varased faasid on mudelitele põhimõtteliselt tundmatu ala. Gaasipilvede varajast varisemist on väga keeruline modelleerida, arvestades tingimusi moodustava lähtetähe ümber. Üks mudelikomplekt, mis on spetsiaalselt kohandatud väga noorte objektide modelleerimiseks, annab massi nii vähe kui üks kuni kaks Jupiteri massi. Kuid nagu Ralph Neuh? -I kasutaja juhib tähelepanu sellele, et neid uusi mudeleid tuleb veel kalibreerida, enne kui saab selliste kaaslaste massi kindlalt kindlaks teha.
Astronoomid rõhutavad ka, et nende VLT / NACO spektrite ja Hamburgi ülikooli (Saksamaa) kaasautori Peter Hauschildti teoreetiliste mudelite võrdluse põhjal jõuavad nad järeldusele, et kõige paremini sobib objekt, mille raadius on umbes 2 Jupiteri. ja 2 Jupiteri massi. Kui see tulemus kehtib, oleks GQ Lupi b seega kõige noorem ja kergeim eksoplaneet, mida talle on kujutatud.
GQ Lupi B olemuse täpseks kindlaksmääramiseks on vaja veel täiendavaid vaatlusi. Kui kaks objekti on tõepoolest seotud, vajab väikseim objekt rohkem kui 1000 aastat, et orbiidil oma hosttähe ümber ringi liikuda. See on muidugi liiga pikk ootamine, kuid orbitaalliikumise mõju võib mõne aasta jooksul olla tuvastatav - kui väike muutus kahe objekti vahelistes eraldustes. Seetõttu kavatseb meeskond selle liikumise tuvastamiseks regulaarselt jälgida seda objekti NACO abil VLT-l. Pole kahtlust, et vahepeal saavutatakse teoreetilise poole pealt edasisi edusamme ja selles valdkonnas tehakse palju sensatsioonilisi avastusi.
Rohkem informatsiooni
Selles ESO pressiteates esitatud uurimistöö avaldatakse kirjas toimetajale, mille aktsepteerimiseks avaldasid Astronoomia ja Astrofüüsika (“Tõendid GQ Lupi kaasliikuva substellaarse kaaslase kohta”, autor R. Neuh? Kasutaja jt) ja saadaval PDF-vormingus aadressil http://www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/forthpdf/aagj061_forth.pdf.
Märge
[1]: meeskond koosneb Ralph Neuh? I kasutajast, Gther N Wuchterlist, Markus Mugrauerist ja Ana Bedalovist (Jena ülikool, Saksamaa), Eike Guentherist (Thingeri Landessternwarte Tautenburg, Saksamaa) ja Peter Hauschildtist (Hamburger). Sternwarte, Saksamaa).
[2]: Astronoomilises kirjanduses on tava kohaselt mitme tähega tähtede kirjutamine mitme süsteemi liikmed, planeetide jaoks aga väikeste tähtedega. Kui GQ Lupi A kaaslane osutub planeediks, siis nimetatakse seda GQ Lupi b, samas kui pruun kääbus on see GQ lupi B. Arvestades praegust ebakindlust, oleme seetõttu kasutanud mõlemat nimiväärtust. selles pressiteates, nagu tegid ka algses teadustöös autorid.
Algne allikas: ESO pressiteade
