Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Экспедиция «9 Легенд Русского Севера»
Космос

Инструмент GRAVITY позволил получить прямое изображение экзопланеты в 63 световых годах от земли

National Geographic Россия
02 октября 2020
_----.png
Ученым удалось измерить ее яркость и массу.

На сегодняшний день астрономы подтвердили существование 4 300 экзопланет, однако большинство из них никогда не наблюдались напрямую. Ученые доказали их наличие косвенные методами, такими как влияние, которое они оказывают на звезду-хозяина. 

Новые наблюдения группы астрономов во главе с Матиасом Новаком из Кембриджского университета с использованием инструмента GRAVITY, который объединяет свет четырех 8-метровых телескопов обсерватории ESO Паранал в Чили, привели к первому прямому наблюдению экзопланеты, вращающейся вокруг звезды, отличной от Солнца, которая ранее была обнаружена методом лучевых скоростей.

Экзопланета Beta Pictoris c (β Picc c) — это газовый гигант, вращающийся вокруг звезды Beta Pictoris всего в небольшом южном созвездии «Живописец» в 63 световых годах от нас. Это очень молодая и яркая звезда возрастом около 23 миллионов лет. Она по-прежнему окружена кольцом пыли и обломков, а также имеет как минимум две планеты возрастом около 18,5 миллионов лет. 

β Pic c — вторая из этих планет, и она была открыта с использованием метода лучевых скоростей. Этот метод предполагает наблюдение за спектром родительской звезды для поиска косвенных ключей к разгадке присутствия планет. В качестве бонуса он позволяет оценить массы планет, обнаруженных таким образом. Прямое изображение планеты, в свою очередь, содержит информацию о внутренней яркости планеты.

«Возьмите точный спектр звезды, и вы сможете обнаружить ее планеты с помощью метода лучевых скоростей: сказать, что планета вращается вокруг своей звезды-хозяина, — это упрощение. В действительности и планета, и звезда вращаются вокруг общего центра масс. Если звезда во время этой орбиты несколько раз перемещается к нам, а затем от нас, это движение приводит к периодическому смещению четко идентифицируемых деталей в спектре звезды — разложению ее света в виде радуги. По этим периодическим сдвигам можно сделать вывод о наличии экзопланеты», — пишут авторы исследования. 

При прочих равных, более массивная планета заставит звезду перемещаться более широко, а спектр — более значительно, чем планета с низкой массой. Движение звезды, вызванное планетой, также будет быстрее, если планета будет вращаться вокруг своей звезды на более близкой орбите. Это движение позволяет оценить массу планет, обнаруженных этим методом. Имея дополнительную информацию о наклоне плоскости орбиты планеты, которую видит наблюдатель на Земле (которая может быть получена либо методом транзита, либо прямым наблюдением), эти данные могут использоваться для правильного измерения массы. 

«И последнее, но не менее важное: несколько планет можно наблюдать напрямую — сделав снимок, на котором планета отображается в виде маленькой точки. Это равносильно измерению собственной яркости планеты — в отличие, скажем, от яркости отраженного или переизлучаемого звездного света — что позволяет сделать вывод о тепле, которое планета сохранила с момента своего образования», — отмечают авторы исследования. 

Используя уникальные возможности GRAVITY, астрономам удалось сделать снимки недавно открытой планеты в общей сложности за три часа наблюдений. Они также провели прямое измерение собственной яркости экзопланеты. 

«Удивительно, какой уровень детализации и чувствительности мы можем достичь с помощью GRAVITY. Мы только начинаем исследовать новые потрясающие миры, от сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики до планет за пределами Солнечной системы», — Фрэнк Эйзенхауэр, ведущий ученый проекта GRAVITY в Институте внеземной физики Макса Планка.

Таким образом астрономы впервые получили комбинацию массы и внутренней яркости экзопланеты. Масса была определена из измерения лучевой скорости, а яркость — путем прямого измерения.

По сравнению с β Pic b планета β Pic c довольно тусклая. Обе планеты могут иметь примерно одинаковую массу (значения варьируются от 6 до 15 масс Юпитера для b и 8 масс Юпитера для c), но b в шесть раз ярче, чем c. Яркость β Pic c предполагает, что его температура составляет около 1250 Кельвинов, по сравнению с 1724 Кельвину для β Pic b.

Это может быть ключом к пониманию того, как образовалась экзопланета: в имеющихся моделях температура молодой экзопланеты связана с методом ее образования. Так, модель дисковой нестабильности предполагает, что планеты гиганты образуются непосредственно из начального диска газа и пыли, окружавшего молодую звезду. В этой модели экзопланета не имеет твердого ядра и образует более горячую и яркую форму.

Но, поскольку β Pic c меньше и тусклее, чем ожидалось, и поскольку модель дисковой нестабильности требует, чтобы экзопланета формировалась намного дальше от своей звезды-хозяина, чем β Pic c сегодня, команда считает, что экзопланета сформировалась в результате аккреции ядра.

Следующим шагом ученых будет получение подробных спектров света, излучаемого экзопланетой. Исходя из этого, исследователи смогут определить состав атмосферы планеты.

Узнайте, как было снято редчайшее видео метеороида, «отрикошетившего» от атмосферы Земли.

рекомендации
Информация

Как строили самое высокое здание в Центральной Азии

Восклицательный знак

На что способны HONOR Watch GS Pro: узнайте в спецпроекте «Время движения»!

Корзина, продукты, товары, супермаркет

Тест: как не попасть на крючок гринвошинга