Sebuah makalah penyelidikan oleh pasukan astronomi antarabangsa [2] memberikan hujah-hujah yang tepat, tetapi jawapan pasti kini menunggu pemerhatian selanjutnya.
Pada beberapa kesempatan selama bertahun-tahun terakhir, gambar astronomi mendedahkan objek samar, yang dilihat berhampiran bintang yang lebih terang. Beberapa di antaranya dianggap sebagai eksoplanet yang mengorbit, tetapi setelah melakukan kajian lebih lanjut, tidak ada satupun dari mereka yang mampu menghadapi ujian yang sebenarnya. Ada yang menjadi sahabat bintang yang samar, yang lain sama sekali bintang latar belakang yang tidak berkaitan. Yang ini mungkin berbeza.
Pada bulan April tahun ini, pasukan ahli astronomi Eropah dan Amerika mengesan titik cahaya yang samar-samar dan sangat merah sangat dekat (pada jarak sudut 0.8 arcsec) objek kerdil coklat, yang ditentukan 2MASSWJ1207334-393254. Juga dikenal sebagai "2M1207", ini adalah "bintang yang gagal", iaitu badan yang terlalu kecil untuk proses peleburan nuklear utama yang telah dinyalakan di bahagian dalamnya dan sekarang menghasilkan tenaga dengan kontraksi. Ia adalah ahli persatuan bintang TW Hydrae yang terletak pada jarak sekitar 230 tahun cahaya. Penemuan ini dibuat dengan kemudahan NACO yang disesuaikan dengan optik adaptif [3] di teleskop VLT Yepun 8,2-m di Observatorium Paranal ESO (Chile).
Objek lemah adalah lebih dari 100 kali lebih lemah daripada 2M1207 dan spektrum inframerah dekatnya diperoleh dengan usaha yang hebat pada bulan Jun 2004 oleh NACO, pada tahap teknikal kemudahan yang kuat. Spektrum ini menunjukkan tanda tangan molekul air dan mengesahkan bahawa objek mestilah relatif kecil dan ringan.
Tiada pemerhatian yang ada yang bertentangan bahawa ia mungkin merupakan eksoplanet di orbit sekitar 2M1207. Dengan mengambil kira warna inframerah dan data spektral, pengiraan model evolusi menunjukkan planet berjisim 5 Musytari di orbit sekitar 2M1207. Namun, mereka masih belum membenarkan keputusan yang jelas mengenai sifat sebenar objek yang menarik ini. Oleh itu, para astronom menyebutnya sebagai "Rakan Planet Calon Giant (GPCC)" [4].
Pemerhatian sekarang akan dibuat untuk memastikan sama ada gerakan di langit GPCC serasi dengan gerakan planet yang mengorbit 2M1207. Ini mesti menjadi jelas dalam masa 1-2 tahun paling banyak.
Hanya setitik cahaya
Sejak tahun 1998, satu pasukan ahli astronomi Eropah dan Amerika [2] sedang mengkaji persekitaran "persatuan bintang" muda, yang berdekatan, iaitu konglomerat besar bintang muda dan awan debu dan gas dari mana mereka baru-baru ini terbentuk.
Bintang-bintang dalam persatuan ini adalah sasaran ideal untuk pengimejan langsung rakan sub-bintang (planet atau benda kerdil coklat). Pemimpin pasukan, ahli astronomi ESO Gael Chauvin menyatakan bahawa "apa pun sifatnya, objek sub-bintang jauh lebih panas dan lebih terang ketika muda - puluhan juta tahun - dan oleh itu dapat lebih mudah dikesan daripada objek yang lebih tua dengan jisim serupa".
Pasukan ini terutama memberi tumpuan kepada kajian TW Hydrae Association. Ia terletak di arah buruj Hydra (Air-Ular) jauh di langit selatan, pada jarak sekitar 230 tahun cahaya. Untuk ini, mereka menggunakan kemudahan NACO [3] pada teleskop VLT Yepun 8,2-m, salah satu daripada empat teleskop gergasi di Observatorium Paranal ESO di utara Chile. Optik adaptif instrumen (AO) mengatasi distorsi yang disebabkan oleh pergolakan atmosfera, menghasilkan gambar inframerah dekat yang sangat tajam. Sensor gelombang depan inframerah adalah komponen penting dalam sistem AO untuk kejayaan pemerhatian ini. Instrumen unik ini merasakan ubah bentuk imej inframerah dekat, iaitu di kawasan panjang gelombang di mana objek seperti 2M1207 (lihat di bawah) jauh lebih terang daripada jarak yang kelihatan.
TW Hydrae Association mengandungi bintang dengan pendamping kerdil coklat yang mengorbit, kira-kira 20 kali jisim Musytari, dan empat bintang yang dikelilingi oleh cakera proto-planet yang berdebu. Objek kerdil coklat adalah "bintang yang gagal", iaitu badan yang terlalu kecil sehingga proses nuklear dapat dinyalakan di bahagian dalamnya dan sekarang menghasilkan tenaga dengan penguncupan. Mereka memancarkan cahaya yang hampir tidak kelihatan. Seperti Matahari dan planet-planet raksasa di tata surya, mereka terdiri terutamanya dari gas hidrogen, mungkin dengan tali pinggang awan yang berpusing.
Pada rangkaian pendedahan yang dibuat melalui penapis optik yang berbeza, para astronom menemui titik cahaya merah kecil, hanya 0.8 arcsec dari objek TW-Hydrae Association TW-Hydrae Association 2MASSWJ1207334-393254, atau hanya "2M1207", lih. Foto PR 26a / 04. Imej lemah lebih daripada 100 kali lebih lemah daripada gambar 2M1207. "Sekiranya gambar-gambar ini diperoleh tanpa optik adaptif, objek itu tidak akan dapat dilihat," kata Gael Chauvin.
Christophe Dumas, anggota pasukan yang lain, sangat bersemangat: “Kegembiraan melihat sumber cahaya samar ini dalam masa nyata pada paparan instrumen itu sangat luar biasa. Walaupun pasti jauh lebih besar daripada objek berukuran daratan, itu adalah perasaan aneh bahawa ia mungkin merupakan sistem planet pertama di luar yang pernah kita bayangkan. "
Exoplanet atau Brown Dwarf?
Apakah sifat objek samar ini [4]? Mungkinkah eksoplanet di orbit mengelilingi objek kerdil muda muda itu pada jarak yang diunjurkan sekitar 8,250 juta km (kira-kira dua kali jarak antara Matahari dan Neptunus)?
"Sekiranya calon pasangan 2M1207 benar-benar sebuah planet, ini akan menjadi kali pertama eksoplanet yang terikat secara gravitasi telah digambarkan di sekitar bintang atau kerdil coklat" kata Benjamin Zuckerman dari UCLA, seorang anggota pasukan dan juga Astrobiologi NASA Institut.
Dengan menggunakan spektroskopi resolusi sudut tinggi dengan kemudahan NACO, pasukan telah mengesahkan status bawah objek ini - yang sekarang disebut sebagai "Giant Planet Candidate Companion (GPCC)" - dengan mengenal pasti penyerapan pita air yang luas di atmosferanya, rujuk . Foto PR 26b / 04.
Spektrum planet muda dan panas - seperti GPCC mungkin - akan mempunyai persamaan yang kuat dengan objek yang lebih tua dan lebih besar seperti kerdil coklat. Namun, apabila ia menyejuk setelah beberapa puluhan juta tahun, objek seperti itu akan menunjukkan tanda tangan spektrum planet gas raksasa seperti yang terdapat di sistem suria kita sendiri.
Walaupun spektrum GPCC agak "bising" kerana samar-samar, pasukan dapat memberikannya karakterisasi spektral yang tidak termasuk kemungkinan pencemaran oleh objek ekstra-galaksi atau bintang sejuk jenis akhir dengan kelebihan inframerah yang tidak normal, terletak di luar kerdil coklat.
Setelah mengkaji semua pilihan yang sangat teliti, pasukan mendapati bahawa, walaupun secara statistik sangat mustahil, kemungkinan objek ini lebih tua dan lebih besar, latar depan atau latar belakang, kerdil coklat sejuk tidak dapat dikecualikan sepenuhnya. Analisis terperinci yang berkaitan terdapat dalam makalah penyelidikan yang dihasilkan yang telah diterima untuk diterbitkan dalam jurnal Eropah Astronomy & Astrophysics (lihat di bawah).
Implikasi
Kerdil coklat 2M1207 mempunyai kira-kira 25 kali jisim Musytari dan dengan itu kira-kira 42 kali lebih ringan daripada Matahari. Sebagai ahli Persatuan Hydrae TW, ia berusia kira-kira lapan juta tahun.
Kerana sistem suria kita berusia 4.600 juta tahun, tidak ada cara untuk mengukur secara langsung bagaimana Bumi dan planet lain terbentuk selama puluhan juta tahun pertama setelah terbentuknya Matahari. Tetapi, jika ahli astronomi dapat mengkaji sekitar bintang-bintang muda yang sekarang berusia puluhan juta tahun, maka dengan menyaksikan pelbagai sistem planet yang kini terbentuk, mereka akan dapat memahami dengan lebih tepat lagi asal-usul kita yang jauh.
Anne-Marie Lagrange, anggota pasukan dari Grenoble Observatory (Perancis), melihat ke arah masa depan: "Penemuan kami mewakili langkah pertama untuk membuka bidang baru dalam astrofizik: kajian pencitraan dan spektroskopi sistem planet. Kajian seperti ini akan membolehkan para astronom mencirikan struktur fizikal dan komposisi kimia planet gergasi dan, akhirnya, seperti planet daratan. "
Pemerhatian susulan
Dengan mengambil kira warna inframerah dan data spektral yang tersedia untuk GPCC, pengiraan model evolusi menunjuk ke planet berjisim 5 Musytari, kira-kira 55 kali lebih jauh dari 2M1207 daripada Bumi dari Matahari (55 AU). Suhu permukaan kelihatan sekitar 10 kali lebih panas daripada Musytari, sekitar 1000? C; ini mudah dijelaskan oleh jumlah tenaga yang mesti dibebaskan semasa kadar pengecutan objek muda ini (sememangnya, planet Musytari gergasi yang jauh lebih tua masih menghasilkan tenaga di pedalamannya).
Ahli astronomi sekarang akan meneruskan penyelidikan mereka untuk mengesahkan atau menafikan sama ada mereka sebenarnya telah menemui sebuah eksoplanet. Selama beberapa tahun akan datang, mereka berharap dapat membuktikan dengan pasti apakah objek itu benar-benar sebuah planet di orbit mengelilingi kerdil coklat 2M1207 dengan memerhatikan bagaimana kedua-dua objek bergerak melalui ruang dan untuk mengetahui sama ada benda itu bergerak bersama atau tidak. Mereka juga akan mengukur kecerahan GPCC pada beberapa panjang gelombang dan lebih banyak pemerhatian spektrum dapat dicuba.
Tidak syak lagi bahawa program masa depan untuk menggambarkan eksoplanet di sekitar bintang-bintang yang berdekatan, baik dari permukaan bumi dengan teleskop yang sangat besar dilengkapi dengan optik adaptif yang direka khas, atau dari ruang dengan teleskop pencari planet khas, akan mendapat banyak keuntungan dari pencapaian teknologi semasa.
Maklumat lanjut
Hasil yang disajikan dalam Siaran Akhbar ESO ini didasarkan pada makalah penelitian ("A Giant Planet Candidate near a Young Brown Dwarf" oleh G. Chauvin et al.) Yang telah diterima untuk diterbitkan dan akan segera muncul di jurnal penyelidikan terkemuka " Astronomi dan Astrofizik ”. Pra cetak boleh didapati di sini.
Catatan
[1]: Siaran akhbar ini dikeluarkan secara serentak oleh ESO dan CNRS (dalam bahasa Perancis).
[2]: Pasukan ini terdiri daripada Gael Chauvin dan Christophe Dumas (ESO-Chile), Anne-Marie Lagrange dan Jean-Luc Beuzit (LAOG, Grenoble, Perancis), Benjamin Zuckerman dan Inseok Song (UCLA, Los Angeles, Amerika Syarikat), David Mouillet (LAOMP, Tarbes, Perancis) dan Patrick Lowrance (IPAC, Pasadena, Amerika Syarikat). Anggota pasukan Amerika mengakui pembiayaan sebahagiannya oleh Institut Astrobiologi NASA.
[3]: Kemudahan NACO (dari NAOS / Nasmyth Adaptive Optics System dan CONICA / Near-Infrared Imager and Spectrograph) pada teleskop VLT Yepun 8.2-m di Paranal menawarkan keupayaan untuk menghasilkan gambar inframerah dekat-inframerah yang terbatas pada objek astronomi . Ia merasakan sinaran di kawasan panjang gelombang ini dengan dichroic N90C10; 90 peratus fluks dihantar ke sensor gelombang depan dan 10 peratus ke kamera inframerah dekat CONICA. Mod ini sangat berguna untuk pencitraan tajam objek bintang atau bintang bawah yang berjisim merah dan sangat rendah. Pembetulkan optik adaptif (NAOS) dibina, di bawah kontrak ESO, oleh Office National d'Etudes et de Recherches A? Rospatiales (ONERA), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG) dan makmal LESIA dan GEPI Observatoire de Paris di Perancis, dengan kerjasama ESO. Kamera CONICA dibina, di bawah kontrak ESO, oleh Max-Planck-Institut fstronomie (MPIA) (Heidelberg) dan Max-Planck Institut untuk extraterrestrische Physik (MPE) (Garching) di Jerman, dengan kerjasama dengan ESO.
[4]: Apakah perbezaan antara kerdil coklat kecil dan eksoplanet? Garis sempadan antara keduanya masih disiasat tetapi nampaknya objek kerdil coklat terbentuk dengan cara yang sama seperti bintang, yaitu dengan penguncupan di awan antar bintang sementara planet terbentuk dalam cakera keadaan stabil melalui perlanggaran / pertambahan planet atau cakera ketidakstabilan. Ini menunjukkan bahawa kerdil coklat terbentuk lebih cepat (kurang dari 1 juta tahun) daripada planet (~ 10 juta tahun). Cara lain untuk memisahkan dua jenis objek adalah dengan jisim (kerana ini juga dilakukan antara kerdil coklat dan bintang): planet (gergasi) lebih ringan daripada kira-kira 13 jupiter-massa (jisim kritikal yang diperlukan untuk menyalakan deuterium fusion), kerdil coklat lebih berat. Sayangnya, definisi pertama tidak dapat digunakan dalam praktik, misalnya, ketika mengesan teman yang samar seperti dalam kes ini, kerana pemerhatian tidak memberikan maklumat mengenai cara objek itu dibentuk. Sebaliknya, kriteria jisim di atas berguna dalam arti bahawa spektroskopi dan astrometri objek samar, bersama dengan model evolusi yang sesuai, dapat mengungkapkan jisim dan karenanya sifat objek.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
