Astronomowie odkryli egzoplaneta z pozycjonerami okresem 27 000 lat

Każda planeta naszego układu Słonecznego ma znacznie różni się od pozostałych pozycjonerami okres obrotu wokół Słońca. Na przykład, jeśli jeden obrót Ziemi wokół gwiazdy trwa 365,25 dnia, to u tego samego Marsa to zajmuje prawie dwa razy więcej czasu – 686,97 dni. U Jowisza i innych gazowych olbrzymów system orbitalny okres różni się jeszcze bardziej, варьируясь od 11,86 roku do 164,8 roku. Ale nawet biorąc to pod uwagę astronomowie okazały się nie do końca przygotowany na to, że istnieją takie systemy, jak, na przykład, CVSO 30.

W tym układzie gwiezdnym, znajdującego się około 1200 lat świetlnych od Ziemi, astronomowie odkryli dwóch kandydatów na egzoplanety. W przypadku wykrycia obu obiektów, masa każdego z nich kilka razy większa od masy Jowisza, międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał tranzytowy, a także bezpośredni metoda obserwacji. Naukowcy odkryli, że w czasie, jak orbitalny okres jednej planety wynosi mniej niż 11 dni, inna planeta robi pełny obrót wokół swojej gwiazdy tylko raz w 27 000 (dwadzieścia siedem tysięcy) lat!

Interesujące odkrycie, jest z pewnością nie tylko dlatego, że mógł zaskoczyć naukowców, ale również dlatego, że po wykryciu planet w obrębie jednego systemu wykorzystano kilka odrębnych metod wyszukiwania.

Do tej pory większość z ponad 2000 odkrytych egzoplanet zostały znalezione za pomocą pośrednich metod obserwacji. Mowa tu przede wszystkim chodzi o tzw. транзитном metodzie obserwacji, która pozwala wykryć planety poprzez obserwacje zmian jasności gwiazdy, które występuje w wyniku przejścia planety przed swoją gwiazdą, a także metodą pomiaru prędkości kątowej, która pozwala odkryć planetę poprzez określenie efektów grawitacyjnych, które ma na gwiazdę.

Tak oto jedna z planet tego systemu — CVSO 30b – o masie 5-6 razy większej od masy Jowisza została odkryta przez astronomów w 2012 roku z pomocą tranzytowego metody obserwacji. Naukowcy odkryli, że planeta znajduje się w odległości 1,2 miliona kilometrów od gwiazdy (dla porównania: ten sam Merkury znajduje się w 58 milionów kilometrów od Słońca). Naukowcy opisują naszą planetę jako "gorący Jowisz".

Metoda bezpośredniej obserwacji, z kolei, używany przez astronomów znacznie rzadziej. Do tej pory dzięki niemu odkryto zaledwie kilka planet pozasłonecznych. Powodem tego jest to, że отражающийся od atmosfery planety światło, zazwyczaj dość jaskrawy i łączy się na tle światła jej rodzinnym stylu, co utrudnia obserwację. Ponadto, metoda ta jest bardzo wybredna zastosowaniu bardzo wysokiej jakości i precyzyjnego sprzętu. Tym nie mniej, w porównaniu z pośrednich metod wyszukiwania, może być bardziej skuteczne, jeśli chodzi o obserwacji za obiektami, znajdującymi się w bardziej odległych regionach swoich systemów gwiezdnych.

Dzięki wspólnej stres międzynarodowego zespołu astronomów, za teleskopy Obserwatorium osadu Filtracyjnego na wyspie Hawaii, Bardzo duży teleskop Europejskiego obserwatorium południowego w Chile, a także mocy hiszpańskiej obserwatorium Kalar Alto, została odkryta planeta CVSO 30c, położona w odległości około 666 jednostek astronomicznych od gwiazdy.

Szczegóły o tym odkryciu opublikowane w internecie bibliotece Arxiv.org. W swoim artykule naukowcy, reprezentujący takie prestiżowe instytucje, jak Межамериканская obserwatorium Cerro Тололо, Йенская obserwatorium, Europejska agencja kosmiczna, a także Instytut astronomii towarzystwa Maxa Plancka, opowiedzieli o metodach, które są używane do odkrycia egzoplanet i wyjaśnił znaczenie tego odkrycia.

Obserwacja gwiazdą CVSO 30 dwiema różnymi metodami pozwoliło znaleźć nowego kandydata na egzoplanety

"[Obiekty 30b i 30c] same w sobie są bardzo nietypowe. CVSO 30b jest pierwszą rozpoznaną za pomocą tranzytowego metody egzoplaneta, których wiek wynosi zaledwie około 2,5 miliona lat. Po raz pierwszy została ona opisana w 2012 roku. Wszystkie inne wykryte do niej w podobny sposób planety były znacznie starsze. Na kilkaset milionów lat. Dla nas okazał się prawdziwą niespodzianką, że ma planetarny sąsiad, znajdujący się w co najmniej 662 jednostek astronomicznych od gwiazdy, co w przybliżeniu równa 662 odległości od Ziemi do Słońca, a przy tym posiadający masie wynoszącej zaledwie 0,4 z energii słonecznej. Według modelu standardowego, planety powstają z dysku otaczającego gwiazdę. Jednak jeszcze nigdy nie widziałem, aby w pobliżu gwiazd z taka małą masą był dość duży dysk do kształtowania takiego obiektu", — wyjaśnia kierownik projektu i pracownik uniwersytetu w Hamburgu, a także Йенской obserwatorium Tobias Schmidt.

Innymi słowy, oznacza to, że astronomowie nie spodziewali się odkryć dwie egzoplanety z masą kilka razy większej od masy Jowisza, оборачивающиеся wokół tak małej gwiazdy, jak CVSO 30. Jednak odkrycie dwóch planet pozasłonecznych z taka różnica w odległości między nimi i ich gwiazdą okazało się dla naukowców jeszcze bardziej niesamowite.

Odwołując się do silnie kontrastowym fotometrycznej i спектроскопическим danych obserwacji za pomocą Bardzo dużego teleskopu, teleskopu osadu Filtracyjnego i obserwatorium Kalar Alto, międzynarodowa grupa naukowców udało się odkryć planetę CVSO 30c za pomocą tzw. systemu Lucky Imaging. System automatycznie wybiera tylko te zdjęcia tego samego obszaru nieba, które zostały uzyskane w takie rzadkie szczęśliwe chwile,gdy zakłócenia z atmosfery były minimalne.

Brązowy karzeł o typie widmowym T w widoku artysty

W rezultacie naukowcy znaleźli egzoplaneta z bardzo szerokiej orbitą i masie 4-5 razy większe od Jowisza. W praktyce okazało się, że planeta też jest bardzo młody. Jej wiek wynosi mniej niż 10 milionów lat. Ponadto, spektroskopowi dane wskazują na jej bardzo niezwykły niebieski kolor, podczas gdy większość pozostałych kandydatów na egzoplanety, jak zwykle, zostały przedstawione w czerwonym zakresie widma.

Naukowcy podkreślają, że CVSO 30c jest najmłodszą planetą takiej klasy, który do tego udało się wykryć bezpośrednio. Dalsze badania CVSO 30c wykazały, że, najprawdopodobniej, ona jest pierwszym wykrytym "tranzytowym obiektem L-T-klasy", którego wiek mniej niż 10 milionów lat. Zazwyczaj do tranzytowym obiektów L-T-klasy odnoszą się brązowe karły – obiekty są zbyt duże, aby można było traktować je jako planety, i w tym samym czasie zbyt małe, aby można je było traktować jako gwiazdek. Zazwyczaj są otoczone masywnymi chmury gazu i pyłu lub całkowicie pozbawionych jakiegokolwiek otoczenia.

Naukowcy sugerują, że znajdujący się w parze z planetą CVSO 30b (który jest bardzo blisko znajduje się do gwiazdy tego samego systemu) экзопланета CVSO 30c, najprawdopodobniej pierwotnie powstała w innym miejscu, a następnie z biegiem czasu znacznie oddaliła się od swojej gwiazdy. Przynajmniej innych domysłów dostępne u nas modele planetarnego formacji, niestety, nie dają. Jednak profesor Schmidt zauważa, że założenie przynajmniej próbuje wyjaśnić zdecydowanie dziwną naturę tych egzoplanet.

Znaczenie odkrycia wiąże się również z tym, że jest to pierwszy przypadek, kiedy do wyszukiwania planet wewnątrz jednego systemu raz użyto dwie metody obserwacji – tranzytowy i bezpośredni. Przy czym w tym przypadku pomocne okazały się raz obie metody.

"Tranzytowy metoda i metoda pomiaru promieniowania prędkości mają wady. Na przykład, nie można znaleźć planety w pobliżu młodych gwiazdek, tak jak zwiększona aktywność młodych gwiazdek tworzy problemy w obserwacjach. CVSO 30b okazała się pierwszą i najbardziej młodą planetą, wykrytego za pomocą tych metod. Metoda bezpośredniej obserwacji, z kolei, najlepiej nadaje się do wyszukiwania i badania młodych planet, tak jak oni są tylko dopełniają proces ostatecznego kształtowania i tym samym zapewniają jeszcze wystarczająco dużo własnego światła do obserwacji. Mamy szczęście, że oprócz zewnętrznej planety, bardzo daleko położonym od swojej gwiazdy, udało nam się znaleźć jeszcze i planetę znajdującą się bardzo blisko swojej gwiazdy, w tym samym systemie.

"Prawdziwe korzyści z jednoczesnego wykorzystania tranzytowego metody i metody bezpośredniego nadzoru polega na tym, że obserwacje w takim przypadku stają się bardziej szczegółowymi. Mamy nadzieję dowiedzieć się więcej o naturze jej kształtowania, a w szczególności dowiedzieć się, jak takie systemy w ogóle powstają", — wnioskuje Schmidt.