Разположена на около 129 светлинни години от Земята в посока на съзвездието Пегас е сравнително младата звездна система на HR 8799. В началото на 2008 г. в тази система бяха открити четири орбитални екзопланети, които - наред с екзопланетата Formalhaut b - бяха първите потвърдено с помощта на техниката за директно изображение. И с течение на времето астрономът повярва, че тези четири планети са в резонанс една с друга.
В този случай четирите планети обикалят около звездата си с резонанс 1: 2: 4: 8, което означава, че орбиталният период на всяка планета е в почти точно съотношение с останалите в системата. Това е сравнително уникално явление, което вдъхнови Джейсън Уанг - абитуриент от Беркли рамото на спонсорирания от НАСА Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) - да създаде видео, което илюстрира орбиталния им танц.
Използвайки изображения, получени от W.M. Обсерватория Кек за период от седем години, видеото на Уанг дава представа за тези четири екзопланети в движение. Както можете да видите по-долу, централната звезда е затъмнена, така че светлината, отразяваща се от нейните планети. И макар да не показва, че планетите завършват пълен орбитален период (който би отнел десетилетия и дори векове), той прекрасно илюстрира резонанса, който съществува между четирите планети на звездата.
Както Джейсън Уанг каза за Space Magazine по имейл:
„Данните са получени за 7 години от един от 10-метровите телескопи Keck от екип от астрономи (Кристиан Маруа, Куин Конопаки, Брус Макинтош, Травис Барман и Бен Цукерман). Кристиан намали всяка от 7-те епохи от данни, за да направи 7 кадъра от данни. След това направих филм, като използвах интерполация на движението, за да интерполирам тези 7 кадъра в 100 кадъра, за да получа гладко видео, така че да не е накъсано (сякаш можем да ги наблюдаваме всеки месец от Земята). “
Изображенията на четирите екзопланети първоначално са заснети от д-р Кристиан Маруа от Националния съвет за изследвания на Канадския институт по астрофизика в Херцберг. Именно през 2008 г. Маруа и неговите колеги откриха първите три от планетите на HR 8799 - HR 8799 b, c и d - с помощта на техника за директно изобразяване. Приблизително по същото време екип от UC Berkeley обяви откриването на Fomalhaut b, използвайки също директно изображение.
Всички тези планети бяха определени като газови гиганти със сходни размери и маса, с между 1,2 и 1,3 пъти по-големи от Юпитер и 7 до 10 пъти по-големи от неговата маса. Към момента на тяхното откриване се смяташе, че HR 8799 d е най-близката планета до своята звезда, на разстояние около 27 астрономически единици (АС) - докато другите две орбита са на разстояния съответно около 42 и 68 АС.
Едва след това екипът разбра, че планетите вече са наблюдавани през 1998 г. Тогава близката инфрачервена камера и многообектният спектрометър на космическия телескоп Хъбъл (NICMOS) получи светлина от системата, която показва наличието на планети. Това обаче стана ясно едва след като беше инсталирана новоразработена техника за обработка на изображения. Следователно „предварително откритието“ остана незабелязано.
По-нататъшните наблюдения през 2009 и 2010 г. разкриха съществуването на четвърта планета - HR 8799 e - която имаше орбита, поставяйки я вътре в останалите три. Въпреки това, тази планета е петнадесет пъти по-далеч от своята звезда, отколкото Земята е от Слънцето, което води до орбитален период от около 18 000 дни (49 години). На останалите са необходими около 112, 225 и 450 години (съответно), за да завършат орбита на HR 8799.
В крайна сметка Уанг реши да продуцира видеото (което не беше първото му), за да илюстрира колко вълнуващо може да бъде търсенето на екзопланети. Както той каза:
„Бях написал този алгоритъм за интерполация на движение за друга система на екзопланети, Beta Pictoris b, където виждаме една планета на орбита на ръба да изглежда като да се гмурне в своята звезда (всъщност просто кръжи пред нея). Искахме да направим същото за HR 8799, за да оживим тази система и да споделим вълнението си в екзопланетите с директно изображение. Мисля, че е доста невероятно, че имаме технология да гледаме други светове в орбита на други звезди. "
Освен това видеото обръща внимание на звездна система, която представя някои уникални възможности за изследване на екзопланети. Тъй като HR 8799 беше първата многопланетна система с директно изображение, означава, че астрономите могат директно да наблюдават орбитите на четирите планети, да наблюдават техните динамични взаимодействия и да определят как са стигнали до тяхната съвременна конфигурация.
Астрономите също ще могат да вземат спектри от атмосферата на тази планета, за да изучат състава им и да сравнят това с газовите гиганти на нашата Слънчева система. И тъй като системата наистина е доста млада (само на 40 милиона години), тя може да ни каже много за процеса на формиране на планетата. Не на последно място, широките им орбити (необходимост предвид размера им) биха могли да означават, че системата е по-малко от стабилна.
В бъдеще, според Уанг, астрономите ще наблюдават дали някоя планета ще се изхвърли от системата. Не знам за вас, но бих разгледал видео, което илюстрира един от газовите гиганти на HR 8799, който се стартира от системата му, също би било вдъхновяващо!
