Výzkumná práce mezinárodního týmu astronomů [2] poskytuje důkladné argumenty ve prospěch, ale konečná odpověď nyní čeká na další pozorování.
Během posledních let astronomické snímky při několika příležitostech odhalily slabé předměty, viděné poblíž mnohem jasnějších hvězd. Některé z nich byly považovány za oběžná dráha exoplanet, ale po dalším studiu se žádný z nich nemohl postavit skutečnému testu. Někteří se ukázali jako slabí hvězdní společníci, jiní byli zcela nepříbuzní hvězdné pozadí. Tenhle se může lišit.
V dubnu letošního roku tým evropských a amerických astronomů detekoval slabý a velmi červený bod světla velmi blízko (v úhlové vzdálenosti 0,8 arcsec) objekt hnědého trpaslíka, označený 2MASSWJ1207334-393254. Také známý jako „2M1207“, jedná se o „selhávající hvězdu“, tj. Tělo příliš malé na to, aby se hlavní procesy jaderné syntézy zapálily ve svém vnitřku a nyní vytvářejí energii kontrakcí. Je členem hvězdné asociace TW Hydrae, která se nachází ve vzdálenosti asi 230 světelných let. Objev byl proveden pomocí zařízení NACO s podporou adaptivní optiky [3] na dalekohledu VLT Yepun 8,2 m na observatoře ESO Paranal (Chile).
Mírný objekt je více než stokrát slabší než 2M1207 a jeho blízké infračervené spektrum bylo získáno s velkým úsilím v červnu 2004 společností NACO na technické hranici výkonného zařízení. Toto spektrum ukazuje podpisy molekul vody a potvrzuje, že objekt musí být poměrně malý a lehký.
Žádné z dostupných pozorování není v rozporu s tím, že se může jednat o exoplanet na oběžné dráze kolem 2M1207. S přihlédnutím k infračerveným barvám a spektrálním datům výpočty vývojového modelu ukazují na planetu o hmotnosti 5 jupiterů na oběžné dráze kolem 2M1207. Přesto stále neumožňují jasné rozhodnutí o skutečné povaze tohoto zajímavého objektu. Astronomové to označují jako „společníka kandidáta na obří planetu (GPCC)“ [4].
Nyní bude provedeno pozorování, aby se zjistilo, zda je pohyb na obloze GPCC kompatibilní s pohybem planety obíhající 2M1207. To by se mělo projevit nejpozději do 1-2 let.
Jen skvrna světla
Od roku 1998 studuje tým evropských a amerických astronomů [2] prostředí mladých blízkých „hvězdných asociací“, tj. Velkých konglomerátů převážně mladých hvězd a oblaků prachu a plynu, z nichž byly nedávno vytvořeny.
Hvězdy v těchto asociacích jsou ideálním cílem pro přímé zobrazování hvězdných společníků (planet nebo hnědých trpaslíků). Vůdce týmu, astronom ESO Gael Chauvin poznamenává, že „bez ohledu na jejich povahu jsou hvězdné objekty mnohem horkější a jasnější, když jsou mladé - desítky milionů let -, a proto je lze snadněji detekovat než starší objekty podobné hmoty“.
Tým se zaměřil zejména na studium TW Hydrae Association. Nachází se ve směru souhvězdí Hydra (Vodní had) hluboko na jižní obloze ve vzdálenosti asi 230 světelných let. K tomu použili zařízení NACO [3] na dalekohledu YLTun s délkou 8,2 m, jednom ze čtyř obřích dalekohledů na observatoře ESO Paranal v severním Chile. Adaptivní optika nástroje (AO) překonává zkreslení vyvolané atmosférickými turbulencemi a vytváří extrémně ostré snímky blízké infračervenému záření. Infračervený snímač čela vlny byl pro úspěch těchto pozorování nezbytnou součástí systému AO. Tento jedinečný přístroj snímá deformaci blízkého infračerveného obrazu, tj. V oblasti vlnové délky, kde objekty jako 2M1207 (viz níže) jsou mnohem jasnější než ve viditelném rozsahu.
Asociace TW Hydrae obsahuje hvězdu s obíhajícím společníkem hnědého trpaslíka, přibližně 20krát větší hmotnost Jupiteru, a čtyři hvězdy obklopené zaprášenými proto-planetárními disky. Hnědé trpasličí objekty jsou „selhávající hvězdy“, tj. Těla příliš malá na to, aby se jaderné procesy vznítily v jejich vnitřku a nyní vytvářejí energii stahováním. Vyzařují téměř žádné viditelné světlo. Stejně jako Slunce a obří planety ve sluneční soustavě jsou složeny hlavně z plynného vodíku, možná s vířícími pásy mraků.
Na sérii expozic provedených různými optickými filtry objevili astronomové malou červenou skvrnu světla, jen 0,8 arcsec od objektu TW-Hydrae Association hnědého trpaslíka 2MASSWJ1207334-393254, nebo jen „2M1207“, srov. PR Foto 26a / 04. Slabý obraz je více než 100krát slabší než obraz 2M1207. "Pokud by tyto obrazy byly získány bez adaptivní optiky, tento objekt by nebyl vidět," říká Gael Chauvin.
Christophe Dumas, další člen týmu, je nadšený: „Vzrušení z vidění tohoto slabého zdroje světla v reálném čase na displeji přístroje bylo neuvěřitelné. I když je to určitě mnohem větší než pozemský objekt, je to zvláštní pocit, že to může být první planetární systém, který je mimo náš vlastní obraz. “
Exoplanet nebo hnědý trpaslík?
Jaká je povaha tohoto slabého objektu [4]? Mohl by to být exoplanet na oběžné dráze kolem tohoto mladého hnědého trpaslíka ve vzdálenosti asi 8 250 milionů km (asi dvojnásobek vzdálenosti mezi Sluncem a Neptunem)?
"Pokud je kandidátem společnice 2M1207 opravdu planeta, bylo by to poprvé, kdy byl gravitačně vázaný exoplanet zobrazen kolem hvězdy nebo hnědého trpaslíka," říká Benjamin Zuckerman z UCLA, člen týmu a také astrobiologie NASA Ústav.
Použitím spektroskopie s vysokým úhlovým rozlišením v zařízení NACO tým potvrdil subellarní status tohoto objektu - nyní označovaný jako „společník kandidátů na obří planetu (GPCC)“ - identifikováním širokých absorpcí vodního pásma ve své atmosféře, srov. . PR Foto 26b / 04.
Spektrum mladé a horké planety - jak může být GPCC - bude mít silné podobnosti se starším a masivnějším objektem, jako je hnědý trpaslík. Když se však po několika desítkách milionů let zchladne, takový objekt ukáže spektrální podpisy obří plynné planety, jako jsou ty v naší vlastní sluneční soustavě.
Přestože spektrum GPCC je kvůli své slabosti docela „hlučné“, tým mu byl schopen přiřadit spektrální charakterizaci, která vylučuje možnou kontaminaci mimogalaktickými objekty nebo chladnými hvězdami pozdního typu s abnormálním infračerveným přebytkem, umístěným za hnědý trpaslík.
Po velmi pečlivém prostudování všech možností tým zjistil, že ačkoli je to statisticky velmi nepravděpodobné, nelze zcela vyloučit možnost, že tento objekt bude starší a masivnější, popředí nebo pozadí, chladný hnědý trpaslík. Související podrobná analýza je k dispozici ve výsledném výzkumu, který byl přijat k publikaci v Evropském časopise Astronomy & Astrophysics (viz níže).
Důsledky
Hnědý trpaslík 2M1207 má přibližně 25krát větší hmotnost než Jupiter a je tedy asi 42krát lehčí než Slunce. Jako člen sdružení TW Hydrae má asi osm milionů let.
Protože naše sluneční soustava je stará 4 600 milionů let, neexistuje způsob, jak přímo měřit, jak se Země a další planety vytvářely během prvních desítek milionů let po vytvoření Slunce. Pokud však astronomové budou moci studovat okolí mladých hvězd, které jsou nyní již jen desítky milionů let, pak budou-li svědky různých planetárních systémů, které se nyní formují, budou schopny mnohem přesněji porozumět našim vlastním vzdáleným původům.
Anne-Marie Lagrange, členka týmu z Grenoblské observatoře (Francie), se dívá do budoucnosti: „Náš objev představuje první krok k otevření zcela nového pole v astrofyzice: zobrazovací a spektroskopické studium planetárních systémů. Tyto studie umožní astronomům charakterizovat fyzikální strukturu a chemické složení obřích a nakonec pozemských planet. “
Následná pozorování
S přihlédnutím k infračerveným barvám a spektrálním datům dostupným pro GPCC ukazují výpočty vývojového modelu na planetu s hmotností 5 jupiterů, asi 55krát vzdálenější od 2M1207 než Země je od Slunce (55 AU). Zdá se, že povrchová teplota je asi 10krát teplejší než Jupiter, asi 1 000 ° C; to lze snadno vysvětlit množstvím energie, které musí být osvobozeno během současné rychlosti kontrakce tohoto mladého objektu (opravdu, mnohem starší obří planeta Jupiter stále produkuje energii ve svém vnitřku).
Astronomové budou nyní pokračovat ve svém výzkumu, aby potvrdili nebo popřeli, zda ve skutečnosti objevili exoplanet. Během několika příštích let očekávají, že nepochybně zjistí, zda je objekt skutečně planetou na oběžné dráze kolem hnědého trpaslíka 2M1207 sledováním toho, jak se tyto dva objekty pohybují vesmírem, a dozví se, zda se pohybují společně. Budou také měřit jas GPCC na různých vlnových délkách a může se pokusit o spektrální pozorování.
Není pochyb o tom, že budoucí programy pro zobrazování exoplanet kolem blízkých hvězd, ať už ze země s extrémně velkými dalekohledy vybavenými speciálně navrženou adaptivní optikou, nebo z vesmíru se speciálními dalekohledy pro vyhledávání planet, budou velmi těžit ze současných technologických úspěchů.
Více informací
Výsledky prezentované v této tiskové zprávě ESO jsou založeny na výzkumném článku („Obří kandidát na obří planetu u mladého hnědého trpaslíka“ od G. Chauvin et al.), Který byl přijat k publikaci a brzy se objeví v předním časopise pro výzkum „ Astronomie a astrofyzika “. Předtisk je k dispozici zde.
Poznámky
[1]: Tuto tiskovou zprávu vydávají současně ESO a CNRS (ve francouzštině).
[2]: Tým tvoří Gael Chauvin a Christophe Dumas (ESO-Chile), Anne-Marie Lagrange a Jean-Luc Beuzit (LAOG, Grenoble, Francie), Benjamin Zuckerman a Inseok Song (UCLA, Los Angeles, USA), David Mouillet (LAOMP, Tarbes, Francie) a Patrick Lowrance (IPAC, Pasadena, USA). Američtí členové týmu uznávají částečné financování Astrobiologického institutu NASA.
[3]: Zařízení NACO (od NAOS / Nasmyth Adaptive Optics System a CONICA / Near-Infrared Imager and Spectrograph) na 8,2 m VLT Yepun dalekohledu na Paranalu nabízí schopnost vytvářet difrakčně omezené infračervené snímky astronomických objektů . Snímá záření v této vlnové délce pomocí N90C10 dichroic; 90 procent toku je přenášeno do čidla wavefront a 10 procent do blízké infračervené kamery CONICA. Tento režim je zvláště užitečný pro ostré zobrazování červených a velmi nízkých hmotností hvězdných nebo subelárních objektů. Korektor adaptivní optiky (NAOS) byl postaven na základě smlouvy ESO Office Office d'Etudes et de Recherches A Rospatiales (ONERA), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG) a laboratoře LESIA a GEPI Observatoire de Paříž ve Francii, ve spolupráci s ESO. Kamera CONICA byla postavena na základě smlouvy ESO společností Max-Planck-Institut pro astronomii (MPIA) (Heidelberg) a Institutem Max-Planck pro extraterrestrische Physik (MPE) (Německo) ve Německu ve spolupráci s ESO.
[4]: Jaký je rozdíl mezi malým hnědým trpaslíkem a exoplanetem? Hraniční čára mezi nimi se stále zkoumá, ale zdá se, že hnědý trpaslík je tvořen stejným způsobem jako hvězdy, tj. Kontrakcí v mezihvězdném mraku, zatímco planety jsou vytvářeny uvnitř stabilních obvodových disků prostřednictvím kolize / přírůstku planetesimálů nebo disku nestability. To znamená, že hnědí trpaslíci se formují rychleji (méně než 1 milion let) než planety (~ 10 milionů let). Další způsob, jak oddělit dva druhy předmětů, je hmota (protože se to také děje mezi hnědými trpaslíky a hvězdami): (obří) planety jsou lehčí než asi 13 jupiterových hmot (kritická hmota potřebná k zapálení deuteriové fúze), hnědí trpaslíci jsou těžší. První definici bohužel nelze použít v praxi, např. Při detekci slabého společníka jako v tomto případě, protože pozorování neposkytují informace o způsobu, jakým byl objekt vytvořen. Naopak, výše uvedené kritérium hmotnosti je užitečné v tom smyslu, že spektroskopie a astrometrie slabého objektu, spolu s příslušnými evolučními modely, mohou odhalit hmotu, a tedy i povahu objektu.
Původní zdroj: ESO News Release
