|
Впервые сняли новорожденную экзопланету
|
|
|
|
Астрономы запечатлели нечто экстраординарное: первую в истории прямую фотографию новорожденной планеты, растущей внутри пылевого кольца вокруг молодой звезды. Используя ультрасовременную адаптивную оптику, команда обнаружила светящийся газообразный водород, струящийся на новорожденный мир, по сути, поймав его в середине рождения.
|
|
|
|
Первое обнаружение растущей экзопланеты
|
|
|
|
Астрономы впервые обнаружили молодую планету, которая все еще находится в процессе роста за пределами нашей Солнечной системы. Новорожденный мир находится в расчищенном пространстве внутри многокольцевого диска из пыли и газа, который окружает звезду-хозяина.
|
|
|
|
Открытие было сделано командой, возглавляемой астрономом из Аризонского университета Лэрдом Клоузом и Ришель ван Капеллевен, аспиранткой Лейденской обсерватории в Нидерландах. Чтобы обнаружить эту неуловимую планету, исследователи использовали одни из самых передовых в мире инструментов адаптивной оптики, в том числе систему MagAO-X Университета Аризоны на телескопе Magellan в Чили, Большой бинокулярный телескоп в Аризоне и очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили. Их результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
|
|
|
|
|
|
|
Астрономы уже давно изучили десятки таких планетообразующих дисков вокруг молодых звезд. На многих из них видны кольцеобразные промежутки, которые указывают на то, что скрытые миры могут проходить сквозь них, расчищая пути, подобно тому, как снегоочиститель разбрасывает снег. Однако до сих пор непосредственно наблюдалось всего около трех молодых протопланет, и все они были обнаружены вблизи своих звезд, в пространстве между самой звездой и краем окружающего ее диска. До этого открытия не было подтверждено существование протопланет внутри темных, четко очерченных промежутков, которые годами интриговали ученых.
|
|
|
|
Давняя научная загадка разрешилась
|
|
|
|
“Были написаны десятки теоретических работ о том, что эти наблюдаемые разрывы в диске вызваны протопланетами, но до сегодняшнего дня никто так и не смог найти однозначного ответа”, - сказал Клоуз, профессор астрономии в Университете Аризоны. Он называет это открытие “большим событием”, поскольку отсутствие обнаруженных планет в тех местах, где они должны были бы быть, побудило многих представителей научного сообщества предложить альтернативные объяснения структуры колец и промежутков, обнаруженной во многих протопланетных дисках.
|
|
|
|
“На самом деле, в литературе и в астрономии в целом вызывает недоумение тот факт, что у нас есть эти действительно темные провалы, но мы не можем обнаружить в них слабые экзопланеты”, - сказал он. “Многие сомневались, что протопланеты могут образовывать такие пробелы, но теперь мы знаем, что на самом деле они могут”.
|
|
|
|
Уроки рождения Нашей Собственной Солнечной системы
|
|
|
|
4,5 миллиарда лет назад наша Солнечная система начиналась именно как такой диск. Когда пыль объединилась в сгустки, поглощая окружающий газ, начали формироваться первые протопланеты. Однако, как именно развивался этот процесс, до сих пор остается загадкой. Чтобы найти ответы, астрономы обратились к другим планетным системам, которые все еще находятся в зачаточном состоянии и известны как планетообразующие диски, или протопланетные диски.
|
|
|
|
Команда Клоуза использовала преимущества адаптивной оптической системы, одной из самых мощных в своем роде в мире, разработанной Клоузом, Джаредом Мэйлсом и их учениками. Мэйлс - младший астроном обсерватории Стюарда и главный исследователь MagAO-X. MagAO-X, что расшифровывается как “Экстремальная адаптивная оптическая система Magellan”, значительно улучшает резкость и разрешение изображений, получаемых телескопом, компенсируя атмосферную турбулентность - явление, которое заставляет звезды мерцать и размываться, и которого боятся астрономы.
|
|
Исследование скрытых планет с помощью водородного излучения.
|
|
|
|
Подозревая, что в промежутках между протопланетными дисками должны скрываться невидимые планеты, команда Клоуза обследовала все диски с промежутками и исследовала их на предмет специфического излучения видимого света, известного как альфа-водород или H-альфа.
|
|
|
|
“По мере того, как планеты формируются и растут, они всасывают газообразный водород из окружающей среды, и когда этот газ обрушивается на них подобно гигантскому водопаду из космоса и достигает поверхности, образуется чрезвычайно горячая плазма, которая, в свою очередь, испускает этот специфический Н-альфа-световой сигнал”, - объяснил Клоуз. “MagAO-X специально разработан для поиска газообразного водорода, падающего на молодые протопланеты, и именно так мы можем их обнаружить”.
|
|
Открытие в системе WISPIT-2
|
|
|
|
Команда использовала 6,5-метровый телескоп Magellan и MagAO-X для исследования WISPIT-2, диска, который Ван Капеллевен недавно обнаружил с помощью VLT. При наблюдении в H-альфа-диапазоне группа Клоуза оказалась на высоте. В промежутке между двумя кольцами протопланетного диска вокруг звезды появилась светящаяся точка. Кроме того, команда обнаружила вторую планету-кандидата внутри “полости” между звездой и внутренним краем пылегазового диска.
|
|
|
|
“Как только мы включили систему адаптивной оптики, планета сразу же предстала перед нами”, - сказал Клоуз, назвавший это одним из самых важных открытий в своей карьере. “После объединения двухчасовых снимков она просто выскочила наружу”.
|
|
|
|
Ранние отголоски Юпитера и Сатурна
|
|
|
|
По словам Клоуза, планета, получившая название WISPIT 2b, является очень редким примером протопланеты, находящейся в процессе аккреции вещества на себя. Ее звезда-хозяин, WISPIT 2, похожа на Солнце и примерно такой же массы. Внутренняя планета-кандидат, получившая название CC1, имеет массу около девяти масс Юпитера, в то время как внешняя планета, WISPIT 2b, имеет массу около пяти масс Юпитера. Эти массы были получены, в частности, на основе теплового инфракрасного излучения, наблюдаемого большим 8,4-метровым бинокулярным телескопом Университета Аризоны на горе Грэм в юго-восточной Аризоне с помощью аспиранта астрономического факультета Габриэля Вайбла.
|
|
|
|
“Это немного похоже на то, как выглядели бы наши собственные Юпитер и Сатурн, когда они были в 5000 раз моложе, чем сейчас”, - сказал Вайбл. “Планеты в системе WISPIT-2, по-видимому, примерно в 10 раз массивнее наших газовых гигантов и более разбросаны. Но общий вид, вероятно, не так уж сильно отличается от того, что ”инопланетный астроном", находящийся поблизости, мог увидеть на "детском снимке" нашей солнечной системы, сделанном 4,5 миллиарда лет назад".
|
|
Составление карты орбит и кольцевых структур
|
|
|
|
“Наша адаптивная оптическая система MagAO-X, как никакая другая, оптимизирована для работы на длине волны H-альфа, поэтому вы можете отделить яркий звездный свет от тусклой протопланеты”, - сказал Клоуз. “Вокруг WISPIT 2, скорее всего, есть две планеты, четыре кольца и четыре промежутка. Это потрясающая система”.
|
|
|
|
По словам Клоуза, CC1 может вращаться на расстоянии около 14-15 астрономических единиц – при этом одна астрономическая единица равна среднему расстоянию между Солнцем и Землей, что, по мнению Клоуза, помещало бы его на полпути между Сатурном и Ураном, если бы он был частью нашей Солнечной системы. WISPIT-2b, планета, замыкающая этот промежуток, находится дальше, на расстоянии около 56 а.е., что в нашей солнечной системе означает, что она находится далеко за орбитой Нептуна, у внешнего края пояса Койпера.
|
|
Подтверждение открытия в инфракрасном диапазоне
|
|
|
|
Во второй статье, опубликованной параллельно и возглавляемой Ван Капеллевеном и Университетом Голуэя, подробно описывается обнаружение планеты в инфракрасном спектре света и открытие многокольцевой системы с помощью адаптивной оптической системы SPHERE на 8-метровом телескопе VLT.
|
|
|
|
“Чтобы увидеть планеты в мимолетный период их молодости, астрономы должны найти молодые дисковые системы, которые встречаются редко, - сказал ван Капеллевен, - потому что только в это время они действительно ярче и их можно обнаружить. Если бы система WISPIT-2 была ровесницей нашей Солнечной системы и мы использовали ту же технологию, чтобы посмотреть на нее, мы бы ничего не увидели. Все было бы слишком холодно и слишком темно.”
|
|
|
|
Источник
|
