Primul spectru al unei exoplanete în lumină vizibilă

Arborele genealogic al Căii Lactee

Control complet integrat al nanodiamantelor

Un pic mai aproape de soare

Distanțe față de stele

Ceea ce face strălucirea stelelor

Stradă cu sens unic pentru electroni

Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr

Sistemul nostru solar a fost format în mai puțin de 200.000 de ani

Sănătos pentru Marte

Primul spectru al unei exoplanete în lumină vizibilă

Știri Physik din 24 aprilie 2015 Optică astrofizică

Cu vânătorul de exoplanete HARPS de la Observatorul ESO La Silla din Chile, astronomii au reușit pentru prima dată să detecteze spectrul reflectat de o exoplanetă în lumină vizibilă.

Aceste observații au relevat, de asemenea, noi proprietăți ale exoplanetei studiate - 51 Pegasi b, prima exoplanetă descoperită în jurul unei stele normale. Rezultatele sunt revoluționare pentru viitorul acestei tehnologii, în special în ceea ce privește introducerea instrumentelor de nouă generație la VLT, cum ar fi ESPRESSO, și a viitoarelor telescoape precum E-ELT.

J. Martins și colab. Dovezi pentru o detectare spectroscopică directă a luminii reflectate din 51 Peg b Astronomy & Astrophysics 2015

Exoplaneta 51 Pegasi b [1] este situată la aproximativ 50 de ani lumină de Pământ în constelația Pegasus. A fost descoperită în 1995 și va fi amintită pentru totdeauna ca prima exoplanetă din jurul unei stele obișnuite, a cărei descoperire a fost confirmată și [2]. De asemenea, este considerat arhetipal Jupiter fierbinte - un tip de planetă despre care se știe că este relativ comun. Sunt asemănătoare ca mărime și masă cu Jupiter, dar orbitele lor sunt mult mai apropiate de steaua lor mamă.

De la această descoperire majoră, peste 1900 de exoplanete au fost detectate în 1200 de sisteme planetare, dar exact la 20 de ani de la descoperirea ei, 51 Pegasi b revine din nou la lumina reflectoarelor, oferind un alt pas înainte în studiul exoplanetelor.

Echipa care a făcut descoperirea a fost condusă de Jorge Martins de la Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) și de la Universidade do Porto din Portugalia, care în prezent este doctorand la ESO în Chile. Au folosit instrumentul HARPS pe telescopul ESO de 3,6 metri la Observatorul La Silla din Chile.

Cea mai răspândită metodă în prezent de a studia atmosfera unei exoplanete se bazează pe observarea spectrului stelei părinte în timp ce planeta trece în fața stelei. O mică parte a luminii stelelor trece prin atmosfera planetei și este filtrată în proces - o tehnică cunoscută sub numele de spectroscopie de absorbție. O abordare alternativă este observarea sistemului în timp ce steaua acoperă planeta, ceea ce oferă în primul rând informații despre temperatura exoplanetei.

Noua tehnologie nu depinde dacă există un tranzit așa cum este văzut de pe Pământ, astfel încât s-ar putea examina semnificativ mai multe exoplanete cu ea. Permite studierea spectrului planetei direct în lumina vizibilă, ceea ce înseamnă că pot fi derivate diferite proprietăți ale planetei care nu pot fi detectate cu alte metode.

Folosește spectrul stelei ca șablon pentru a căuta o versiune atenuată a aceluiași semnal care provine de la lumina stelelor care se reflectă pe planetă. Datorită mișcării planetei pe orbita sa, semnăturile spectrale ale luminii reflectate se schimbă în raport cu steaua. Măsurarea acestui efect este o sarcină extrem de solicitantă, deoarece planetele sunt foarte slabe în comparație cu steaua părinte strălucitoare.

Semnalul de pe planetă este, de asemenea, ușor suprapus de alte efecte minuscule și surse de zgomot [3]. Având în vedere astfel de obstacole, observarea cu succes a acestui efect în datele HARPS din 51 Pegasi b este o dovadă excelentă că metoda funcționează.

Jorge Martins explică: „Acest tip de dovadă are o mare importanță științifică, deoarece face posibilă determinarea masei reale a planetei și a înclinației orbitei sale, care este esențială pentru o înțelegere mai profundă a sistemului. De asemenea, ne permite să estimăm gradul de reflexie, așa-numitul albedo, al planetei, din care putem obține la rândul său compoziția atât a suprafeței planetei, cât și a atmosferei. "

După cum sa dovedit, 51 Pegasi b are o masă de aproximativ jumătate din cea a lui Jupiter și o înclinație de aproximativ nouă grade spre pământ [4]. În plus, planeta pare să fie mai mare decât Jupiter în diametru și foarte reflectantă. Acestea sunt caracteristici tipice pentru un Jupiter fierbinte, care este foarte aproape de steaua sa mamă și este expus la o mulțime de lumină stelară.

[1] Atât 51 Pegasi b, cât și steaua-mamă 51 Pegasi se numără printre obiectele care sunt promovate în competiția NameExoWorlds a IAU pentru ca un nume să fie găsit de public.

Anterior, au fost descoperite două obiecte planetare ale căror orbite sunt cele din mediul extrem al unui pulsar.

[3] Provocarea este asemănătoare încercării de a examina licărirea slabă reflectată de o insectă mică care zboară în jurul unei lumini strălucitoare îndepărtate.

[4] Văzută de pe Pământ, orbita planetei este aproape de partea ei, dar nu există nici o suprapunere reciprocă.

[5] ESPRESSO la VLT și mai târziu instrumente chiar mai puternice la telescoape semnificativ mai mari, cum ar fi E-ELT, vor simplifica atât descoperirea exoplanetelor mai mici, cât și vor oferi mai multe detalii despre planete precum 51 Pegasi b, cu o precizie semnificativ mai mare și o putere de colectare a luminii crescută.

HARPS a fost esențial pentru munca echipei, dar faptul că acest rezultat a fost obținut cu telescopul ESO de 3,6 metri, care are un domeniu limitat pentru această tehnică, este o veste interesantă pentru astronomi, Configurațiile de instrumente existente vor fi în scurt timp depășite de instrumente semnificativ mai puternice pe telescoape mai mari, cum ar fi Telescopul foarte mare de la ESO și viitorul telescop extrem de mare european [5].

„Acum așteptăm cu nerăbdare prima lumină de la spectrograful ESPRESSO la VLT, astfel încât să putem efectua investigații mai detaliate asupra acestui sistem și a altor sisteme planetare”, conchide Nuno Santos din IA și Universidade do Porto, unul dintre coautorii noii lucrări.

Acest raport de știri a fost creat cu material de la idw-online