Prvé spektrum exoplanéty vo viditeľnom svetle - správy z fyziky

Rodokmeň Mliečnej dráhy

viditeľnom

Plne integrovaná kontrola nanodiamantov

Trochu bližšie k slnku

Vzdialenosti od hviezd

Čo žiari hviezdy

Jednosmerná ulica pre elektróny

Stovky výtlačkov Newtonovej knihy Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nájdené v novom počte

Naša slnečná sústava sa sformovala za menej ako 200 000 rokov

Zdravý na Mars

Prvé spektrum exoplanéty vo viditeľnom svetle

Physik-News z 24. apríla 2015, Astrophysics Optics

Vďaka lovcovi exoplanét HARPS na observatóriu ESO La Silla v Čile sa astronómom po prvýkrát podarilo zistiť spektrum odrážané exoplanétou vo viditeľnom svetle.

Tieto pozorovania tiež odhalili nové vlastnosti študovanej exoplanéty - 51 Pegasi b, prvej exoplanéty objavenej okolo normálnej hviezdy. Výsledky sú priekopnícke pre budúcnosť tejto technológie, najmä pokiaľ ide o zavedenie nástrojov novej generácie na VLT, ako je ESPRESSO, a budúcich ďalekohľadov, ako napríklad E-ELT.

J. Martins a kol. Dôkaz pre spektroskopickú priamu detekciu odrazeného svetla z 51 Peg b Astronomy & Astrophysics 2015

Exoplanéta 51 Pegasi b [1] sa nachádza asi 50 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Pegas. Objavený bol v roku 1995 a navždy zostane v pamäti ako prvá exoplanéta okolo obyčajnej hviezdy, ktorej objav bol tiež potvrdený [2]. Považuje sa tiež za archetypálny Hot Jupiter - typ planéty, o ktorom je známe, že je pomerne bežný. Veľkosťou a hmotnosťou sa podobajú Jupiteru, ale ich dráhy sú oveľa bližšie k ich materskej hviezde.

Od tohto významného objavu bolo v 1200 planetárnych systémoch detekovaných viac ako 1 900 exoplanét, ale presne 20 rokov po jeho objavení sa 51 Pegasi b opäť vracia do centra pozornosti a predstavuje ďalší krok vpred v štúdiu exoplanét.

Tím, ktorý uskutočnil objav, viedol Jorge Martins z Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) a Universidade do Porto v Portugalsku, ktorý je v súčasnosti doktorandom na ESO v Čile. Použili prístroj HARPS na 3,6-metrovom ďalekohľade ESO na observatóriu La Silla v Čile.

V súčasnosti najrozšírenejšia metóda štúdia atmosféry exoplanéty je založená na pozorovaní spektra materskej hviezdy pri prechode planéty pred hviezdou. Malá časť svetla hviezd prechádza atmosférou planéty a je v procese filtrovaná - technikou známou ako absorpčná spektroskopia. Alternatívnym prístupom je pozorovanie systému, zatiaľ čo hviezda zakrýva planétu, ktorá poskytuje primárne informácie o teplote exoplanéty.

Nová technológia nezávisí od toho, či existuje tranzit zo Zeme, takže by sa pomocou nej dalo preskúmať podstatne viac exoplanét. Umožňuje štúdium spektra planéty priamo vo viditeľnom svetle, čo znamená, že z nej možno odvodiť rôzne vlastnosti planéty, ktoré nie je možné zistiť inými metódami.

Používa spektrum hviezdy ako šablónu na hľadanie zoslabenej verzie rovnakého signálu, ktorý pochádza z odrazu hviezd od planéty. V dôsledku pohybu planéty na jej obežnej dráhe sa spektrálne podpisy odrazeného svetla posúvajú vzhľadom na hviezdu. Meranie tohto efektu je mimoriadne náročná úloha, pretože planéty sú v porovnaní s lesknúcou sa materskou hviezdou veľmi slabé.

Signál z planéty tiež ľahko prekrývajú ďalšie malé efekty a zdroje hluku [3]. Vzhľadom na tieto prekážky je úspešné pozorovanie tohto efektu v údajoch HARPS od 51 Pegasi b vynikajúcim dôkazom toho, že metóda funguje.

Jorge Martins vysvetľuje: „Tento typ dôkazu má veľký vedecký význam, pretože umožňuje určiť skutočnú hmotnosť planéty a sklon jej obežnej dráhy, čo je nevyhnutné pre hlbšie pochopenie systému. Umožňuje nám to tiež odhadnúť stupeň odrazu planéty, takzvané albedo, z ktorého potom môžeme odvodiť zloženie povrchu planéty aj atmosféry. ““

Ukazuje sa, že 51 Pegasi b má hmotnosť asi polovicu hmotnosti Jupitera a sklon k Zemi asi deväť stupňov [4]. Okrem toho sa zdá, že planéta má väčší priemer ako Jupiter a je veľmi odrazivá. Toto sú typické vlastnosti horúceho Jupitera, ktorý je veľmi blízko svojej materskej hviezdy a je vystavený veľkému množstvu hviezdneho svetla.

[1] 51 Pegasi b aj jeho materská hviezda 51 Pegasi patria medzi objekty, ktoré sú inzerované v súťaži NameExoWorlds IAU o meno, ktoré nájde verejnosť.

Predtým boli objavené dva planetárne objekty, ktorých obežné dráhy ležia v extrémnom prostredí pulzaru.

[3] Výzva je podobná pokusu preskúmať slabý záblesk odrážajúci sa od malého hmyzu, ktorý letí okolo vzdialeného jasného svetla.

[4] Pri pohľade zo Zeme je obežná dráha planéty takmer na svojej strane, ale vzájomné prekrývanie sa takmer nevyskytuje.

[5] ESPRESSO na VLT a neskôr ešte výkonnejšie prístroje na podstatne väčších ďalekohľadoch, ako je E-ELT, zjednodušia objavenie menších exoplanét a poskytnú viac podrobností o planétach, ako je 51 Pegasi b, s podstatne vyššou presnosťou a zvýšenou silou zhromažďovania svetla.

HARPS bol pre prácu tímu nevyhnutný, ale skutočnosť, že tento výsledok bol získaný 3,6 metrovým ďalekohľadom ESO, ktorý má pre túto techniku ​​obmedzený rozsah, je pre astronómov vzrušujúcou správou Existujúce konfigurácie prístrojov budú čoskoro prekonané podstatne výkonnejšími prístrojmi na väčších ďalekohľadoch, ako je napríklad Very Large Telescope od ESO a budúci Európsky extrémne veľký ďalekohľad [5].

„Teraz netrpezlivo očakávame prvé svetlo zo spektrografu ESPRESSO na VLT, aby sme mohli vykonať podrobnejšie vyšetrovanie tohto a ďalších planetárnych systémov,“ uzatvára Nuno Santos z IA a Universidade do Porto, jeden zo spoluautorov nového diela.

Táto spravodajská správa bola vytvorená z materiálu idw-online