Астрономы получают изображение экзопланеты, обращающейся вокруг звезды, подобной Солнцу, которая имеет самую низкую массу среди открытых экзопланет

изображение экзопланетыС помощью инфракрасных данных, полученных телескопом Субару (Subaru) на Гавайях, международная команда астрономов получила изображение гигантской планеты вблизи яркой звезды GJ 504. Имея массу, в несколько раз превышающую массу Юпитера, и примерно такие же, как у Юпитера, размеры, новый мир, дублирующая планета GJ 504b, является планетой с самой низкой массой, которая когда-либо была обнаружена вокруг звезды, подобной Солнцу, с помощью методов прямого наблюдения (прямой визуализации)…

Недавно открытая экзопланета GJ 504b, светящаяся темно-пурпурным цветом, имеет массу, примерно в четыре раза большую, чем у Юпитера, и, таким образом, является планетой с самой низкой массой, которая была обнаружена методами прямого наблюдения вокруг звезды, подобной Солнцу. 

«Если бы мы могли совершить путешествие к этой гигантской планете, пред нами предстала бы планета, излучающая тепло, сохранившееся с момента ее формирования, темно-вишневого цвета с тусклым пурпурным оттенком»,– делится впечатлениями Майкл МакЭлвейн (Michael McElwain), входящий в состав группы исследователей, из Центра космических полетов имени Годдарда, НАСА, в Гринбелте, штат Мэриленд. «Наша камера, снимающая в ближней инфракрасной области спектра, демонстрирует, что голубой цвет планеты выглядит намного более голубым, чем на снимках других планет, что может указывать на то, что для атмосферы планеты характерна меньшая облачность». 

GJ 504b обращается вокруг своей звезды на расстоянии, почти в девять раз превышающем расстояние, на котором Юпитер обращается вокруг Солнца, что не соответствует существующим теоретическим представлениям о том, как формируются планеты-гиганты. 

Этот комбинированный снимок создан на основе снимков GJ 504, полученных наземным телескопом Субару (Subaru) на двух длинах волн в ближней инфракрасной области спектра («оранжевый», 1.6 микрон, снимок сделан в мае 2011 года; и «голубой», 1.2 микрон, снимок сделан в апреле 2012 года). После соответствующей обработки, убирающей рассеянный свет звезд, на фотоснимках обнаруживается обращающаяся планета GJ 504b. 

В соответствии с широко распространенным представлением, которое воплощено в модели аккреции на ядро, юпитероподобные планеты формируются из диска, состоящего из газа и остатков космического мусора, который окружает молодую звезду. Ядро, образовавшееся за счет столкновений астероидов и комет, является своеобразным зародышем, и когда ядро набирает достаточную массу, его сила притяжения (сила гравитации) стремительно притягивает газ из диска, так происходит формирование планеты. 

В то время как эта модель прекрасно работает для планет, обращающихся вокруг звезды на таких же расстояниях, как Нептун, то есть на расстояниях, примерно в 30 раз превышающих среднее расстояние от Земли до Солнца (30 астрономических единиц или 30 а.е.), эта модель создает ряд проблем, если ее применить ее для миров, удаленных от своих звезд на гораздо большие расстояния. Планета GJ 504b удалена от своей звезды на проекционное расстояние 43.5 а.е.; фактическое расстояние зависит от того, как система наклонена к нашему лучу зрения, и точно не установлено. 

«Эта планета относится к наиболее труднообъяснимым планетам, если исходить из традиционных представлений о формировании планет»,– поясняет входящий в состав группы исследователей Маркус Янсон (Markus Janson), действительный член научного общества, выполняющий научные работы после защиты докторской по программе Hubble («Хаббл»), из Принстонского университета, штат Нью-Джерси. «Данное открытие наводит на мысль, что нам нужно серьезно подойти к выдвижению новых (альтернативных) научных концепций образования планет, или, возможно, пересмотреть отдельные исходные допущения в теории аккреции на ядро». 

Исследование является частью Приоритетных исследований экзопланет и дисков с помощью Субару (Explorations of Exoplanets and Disks with Subaru (SEEDS)), проекта, предусматривающего получение прямой визуализацией изображений экстрасолнечных планет (экзопланет, находящихся за пределами Солнечной системы) и протопланетных дисков вокруг нескольких сотен ближайших звезд с использованием телескопа Субару, который расположен на Мауна-Кеа, Гавайи. Рассчитанный на пятилетний срок проект, который возглавляет Мотохидэ Тамура (Motohide Tamura) из Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), стартовал в 2009 году. 

На этой карте определено местоположение звезды пятой величины GJ 504, которая также известна под названием 59 Девы (59 Virginis). Звезда видна невооруженным глазом при наблюдении в вечернее время в условиях сельской местности (вдали от освещенных городов). 

Наряду с тем, что метод прямой визуализации, вероятно, самый важный при наблюдении планет, обращающихся вокруг других звезд, он, к тому же, и самый многообещающий. 

«Метод визуализации (или прямого наблюдения) обеспечивает получение информации о светимости, температуре, атмосфере и орбите планеты, но поскольку такие планеты довольно тусклые и находятся очень близко от своих родительских звезд, то этот процесс напоминает попытку сфотографировать светлячка в лучах прожектора»,– объясняет Масаюки Кузухара (Masayuki Kuzuhara) из Токийского технологического института, который возглавляет исследовательскую группу. 

В проекте SEEDS изображения получают в ближней инфракрасной области спектра с помощью новой адаптивной оптической системы, установленной на телескопе, которая компенсирует «смазывание (размытость) изображения», обусловленное земной атмосферой, и двух инструментов: высококонтрастного инструмента для адаптивной оптики нового поколения, установленной на телескопе «Субару» (High Contrast Instrument for the Subaru Next Generation Adaptive Optics), и камеры для съемок в ИК области спектра и спектрографа (InfraRed Camera and Spectrograph). Применение комплекса таких технических средств позволяет команде исследователей приблизить границу прямого наблюдения к более тусклым планетам. 

Научная статья, в которой приводятся результаты исследования, принята к печати и появится в следующем выпуске Астрофизического журнала (The Astrophysical Journal). 

Исследователи установили, что планета GJ 504b приблизительно в четыре раза более массивная, чем Юпитер, а ее эффективная температура составляет примерно 460 градусов по Фаренгейту (237 ° Цельсия). 

Планета обращается вокруг звезды GJ 504 класса G0, которая немного горячее нашего Солнца и едва видна невооруженным глазом в созвездии Девы. Звезда находится на расстоянии 57 световых лет от нас, и, по оценкам группы исследователей, ее возраст составляет приблизительно 160 миллионов лет, исходя из связи, существующей между цветом звезды, периодом обращения и возрастом. 

Молодые звездные системы являются наиболее привлекательными целями для прямого наблюдения экзопланет, поскольку планеты в таких системах существуют еще не так долго, чтобы они смогли растерять большую часть своего тепла, сохранившегося с момента их образования, это тепло увеличивает яркость экзопланет в инфракрасной области спектра. 

«Наше Солнце прошло почти половину своего жизненного цикла, непрерывно производя энергию, а звезда GJ504 прошла только одну тридцатую часть своего жизненного пути»,– добавляет МакЭлвейн. «Изучение таких систем немного напоминает наблюдение за нашей собственной планетной системой в ее молодые годы». 

http://www.astrogorizont.com/content/read-izobrazhenie_jekzoplanety

This entry was posted in Статьи NASA, Статьи по астрономии. Bookmark the permalink.