След откриването през 1995 г. на първата планета, обикаляща около нормална звезда, различна от Слънцето, вече са известни повече от 150 кандидати от тези така наречени екзопланети. Повечето от тях се откриват чрез косвени методи, базирани или на вариации на радиалната скорост или на затъмняването на звездата, докато планетата преминава пред нея (виж ESO PR 06/03, ESO PR 11/04 и ESO PR 22/04 ).
Астрономите обаче биха предпочели да получат директно изображение на екзопланета, което им позволява по-добре да характеризират физическата природа на обекта. Това е изключително трудна задача, тъй като планетата като цяло е скрита в „отблясъците“ на приемащата си звезда.
За да преодолеят отчасти този проблем, астрономите изучават много млади обекти. В действителност, субзвездни обекти са много по-горещи и по-ярки, когато са млади и поради това могат да бъдат по-лесно открити от по-старите обекти с подобна маса.
Въз основа на този подход може да се окаже, че миналогодишното откриване на слаба петълка светлина до младото кафяво джудже 2M1207 от международен екип от астрономи, използващи много голям телескоп ESO (ESO PR 23/04) е дълго търсеният добросъвестно изображение на екзопланета. Скорошен доклад, основан на данни от космическия телескоп Хъбъл, изглежда потвърждава този резултат. Още по-скорошните наблюдения, направени с космическия телескоп Spitzer на топлите инфрачервени сияния на две преди това открити планети „горещ Юпитер“, са друг интересен резултат в този контекст. Това богатство от нови резултати, получени за период от няколко месеца, илюстрира отлично динамиката на тази област на изследване.
Tiny Companion
Сега различен екип от астрономи [1] вероятно е направил друг важен пробив в тази област, като е намерил мъничък спътник на млада звезда. От няколко години тези учени провеждат търсене на планети и обекти с ниска маса, по-специално около звезди, които все още са в процеса на формирането им - т. Нар. Звезди на Т-Таури - използвайки както техниките за директно изобразяване, така и радиалната скорост. Един от обектите в техния списък е GQ Lupi, млада звезда на T-Tauri, разположена в облака Лупус I (вълкът), регион на образуване на звезди на около 400 или 500 светлинни години. Звездата GQ Lupi явно е много млад обект, все още заобиколен от диск, с възраст между 100 000 и 2 милиона години.
Астрономите наблюдават GQ Lupi на 25 юни 2004 г. с адаптивния оптичен инструмент NACO, прикрепен към Yepun, четвъртия 8,2-метров телескоп на много големия телескоп, разположен на върха на Серо Паранал (Чили). Адаптивната оптика на инструмента (AO) преодолява изкривяванията, предизвикани от атмосферната турбулентност, произвеждайки изключително остри близки до инфрачервени изображения.
Както показва ESO PR Photo 10a / 05, серията от NACO експозиции ясно разкрива присъствието на мъничкия спътник, разположен в непосредствена близост до звездата. Този новооткрит обект е само на 0,7 арсекунди и би бил пренебрегнат без използване на възможностите за адаптивна оптика на NACO.
На разстоянието на GQ Lupi раздялата между звездата и нейния немощен спътник е около 100 астрономически единици (или 100 пъти повече от разстоянието между Слънцето и Земята). Това е приблизително 2,5 пъти разстоянието между Плутон и Слънцето.
Придружителят, наречен GQ Lupi B или GQ Lupi b [2], е приблизително 250 пъти по-слаб от GQ Lupi A, както се вижда в тази серия от изображения. Други изображения, получени с NACO през август и септември, потвърдиха присъствието и позицията на този спътник.
Движе се в същата посока
Тогава астрономите разкриха, че звездата е била наблюдавана по-рано от телескопа Subaru, както и от космическия телескоп Хъбъл. Те извадиха съответните изображения от архива на данните на тези съоръжения за допълнителен анализ.
По-старите изображения, направени съответно през юли 2002 г. и април 1999 г., също показаха присъствието на спътника, като даде възможност на астрономите да прецизно измерват положението на двата обекта за период от няколко години. Това от своя страна им позволи да определят дали звездите се движат заедно в небето - както трябва да се очаква, ако са гравитационно свързани помежду си - или дали по-малкият обект е само фонен обект, просто подравнен случайно.
От своите измервания астрономите установили, че раздялата между двата обекта не се е променила през петгодишния период, обхванат от наблюденията (виж ESO PR Photo 10b / 05). За учените това е ясно доказателство, че и двата обекта се движат в една и съща посока в небето. „Ако бледият обект ще бъде фонов обект“, казва Ралф Ной, потребител на университета в Йена (Германия) и лидер на екипа, „ще видим промяна в раздялата, тъй като GQ Lup ще се движи в небето. От 1999 г. до 2004 г. разделянето щеше да се промени с 0,15 арсек, докато ние сме уверени, че промяната е поне 20 пъти по-малка. “
Екзопланета или кафяво джудже?
За да проучат допълнително физическата природа на новооткрития обект, астрономите използват NACO на VLT, за да вземат серия спектри. Те показаха типичния подпис на много готин обект, по-специално наличието на вода и CO ленти. Като се вземат предвид инфрачервените цветове и наличните спектрални данни, изчисленията на атмосферния модел сочат температура между 1600 и 2500 градуса и радиус, който е два пъти по-голям от Юпитер (виж PR снимка 10в / 05). Според това GQ Lupi B по този начин е студен и доста малък обект.
Но каква е природата на този слаб предмет? Това е добросъвестна екзопланета или е кафяво джудже, онези „неуспешни“ звезди, които не са достатъчно масивни, за да произвеждат централни големи ядрени реакции? Въпреки че границата между двете все още е въпрос на дебати, един от начините за разграничаване между двете е по тяхната маса (тъй като това се прави и между кафяви джуджета и звезди): (гигантските) планети са по-леки от около 13 маси на Юпитер ( критичната маса, необходима за запалване на деутериевия синтез), кафявите джуджета са по-тежки.
Ами GQ Lupi b?
За съжаление новите наблюдения не дават пряка оценка на масата на обекта. По този начин астрономите трябва да разчитат на сравнение с теоретични модели на такива обекти. Но това не е толкова лесно, колкото звучи. Ако, както обикновено приемат астрономите, GQ Lupi A и B се образуват едновременно, новооткритият обект е много млад. Проблемът е, че за толкова млади обекти традиционните теоретични модели вероятно не са приложими. Ако те се използват обаче, те предоставят оценка на масата на обекта, която лежи някъде между 3 до 42 маси на Юпитер, т.е. обхващаща както планетата, така и домействата на кафявото джудже.
Тези ранни фази в кафявото джудже и формирането на планети по същество са непозната територия за моделите. Много е трудно да се моделира ранното срутване на газовите облаци предвид условията около формиращата се родилна звезда. Един набор от модели, специално пригодени за моделиране на много младите предмети, осигуряват маси, по-ниски от една до две маси на Юпитер. Но както Ralph Neuh? Потребителят посочва, „тези нови модели все още трябва да бъдат калибрирани, за да може масата на такива спътници да бъде определена уверено“.
Астрономите подчертават също, че от сравнението между техните спектри VLT / NACO и теоретичните модели на съавтор Питър Хаушилд от Хамбургския университет (Германия) стигат до извода, че най-доброто прилягане се получава за обект с приблизително 2 радиуса на Юпитер и 2 маси Юпитер. Ако този резултат е валиден, GQ Lupi b би бил най-младата и лека екзопланета, която са били представени.
Все още са необходими допълнителни наблюдения, за да се определи точно естеството на GQ Lupi B. Ако двата обекта наистина са свързани, тогава най-малкият обект ще се нуждае от повече от 1000 години, за да завърши орбита около своята домакина звезда. Разбира се, това е твърде дълго, за да се чака, но ефектът от орбиталното движение може да се забележи - като малка промяна в разделянето между двата обекта - след няколко години. Затова екипът планира да извършва редовни наблюдения на този обект, използвайки NACO на VLT, за да открие това движение. Без съмнение, че междувременно ще бъде постигнат по-нататъшен напредък в теоретичната страна и че ще бъдат направени много сензационни открития в тази област.
Повече информация
Изследванията, представени в настоящото прессъобщение на ESO, са публикувани в Писмо до редактора, прието за публикуване от Astronomy and Astrophysics („Доказателство за движещ се под-звезден спътник на GQ Lup” от R. Neuh? Потребител и др.) И достъпна в PDF форма на http://www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/forthpdf/aagj061_forth.pdf.
Забележка
[1]: Екипът се състои от Ralph Neuh? Потребител, G? Nther Wuchterl, Markus Mugrauer и Ana Bedalov (University of Jena, Германия), Eike Guenther (Th? Ringer Landessternwarte Tautenburg, Германия) и Peter Hauschildt (Hamburger Sternwarte, Германия).
[2]: В астрономическата литература конвенцията е да се поставят главни букви за звезди, членуващи в множество системи, но малки букви за планети. Ако спътникът на GQ Lupi A се окаже планета, той би се нарекъл GQ Lupi b, докато ако е кафяво джудже, той би бил идентифициран като GQ lupi B. Предвид настоящата несигурност, използвахме и двете деноминации в това прессъобщение, както направиха авторите в оригиналния научен труд.
Оригинален източник: ESO News Release
