Terletak kira-kira 129 tahun cahaya dari Bumi ke arah buruj Pegasus adalah sistem bintang yang relatif muda HR 8799. Mulai tahun 2008, empat eksoplanet yang mengorbit ditemui dalam sistem ini yang - di samping exoplanet Formalhaut b - adalah yang pertama menjadi disahkan menggunakan teknik pengimejan langsung. Dan dari masa ke masa, ahli astronomi telah mempercayai bahawa keempat-empat planet ini saling bergema.
Dalam kes ini, keempat planet mengorbit bintang mereka dengan resonans 1: 2: 4: 8, yang bermaksud bahawa tempoh orbit setiap planet berada dalam nisbah yang hampir tepat dengan yang lain dalam sistem. Ini adalah fenomena yang agak unik, yang memberi inspirasi kepada Jason Wang - pelajar siswazah dari cabang Berkeley dari Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) yang ditaja oleh NASA - untuk menghasilkan video yang menggambarkan tarian orbit mereka.
Menggunakan gambar yang diperoleh oleh W.M. Keck Observatory dalam jangka masa tujuh tahun, video Wang memberikan gambaran mengenai keempat-empat eksoplanet ini bergerak. Seperti yang anda lihat di bawah ini, bintang tengahnya dikelap sehingga cahaya yang memantul dari planetnya dapat dilihat. Dan walaupun ia tidak menunjukkan planet-planet melengkapkan tempoh orbit penuh (yang akan memakan masa beberapa dekad dan bahkan berabad-abad), dengan indahnya menggambarkan resonans yang ada di antara empat planet bintang.
Seperti yang dikatakan Jason Wang kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Data itu diperoleh selama 7 tahun dari salah satu teleskop Keck sepanjang 10 meter oleh sepasukan ahli astronomi (Christian Marois, Quinn Konopacky, Bruce Macintosh, Travis Barman, dan Ben Zuckerman). Christian mengurangkan setiap 7 era data, menjadikan 7 bingkai data. Saya kemudian membuat filem dengan menggunakan interpolasi gerakan untuk menginterpolasi 7 bingkai itu menjadi 100 bingkai untuk mendapatkan video yang lancar agar tidak berombak (seolah-olah kita dapat memerhatikannya setiap bulan dari Bumi). "
Gambar keempat-empat exoplanet itu pada awalnya diambil oleh Dr. Christian Marois dari Majlis Penyelidikan Kebangsaan Institut Astrofizik Herzberg Kanada. Pada tahun 2008, Marois dan rakan-rakannya menemui tiga planet HR 8799 pertama - HR 8799 b, c dan d - menggunakan teknik pencitraan langsung. Pada waktu yang hampir sama, sebuah pasukan dari UC Berkeley mengumumkan penemuan Fomalhaut b, juga menggunakan pencitraan langsung.
Planet-planet ini semuanya ditentukan sebagai raksasa gas dengan ukuran dan jisim yang serupa, dengan ukuran antara 1.2 dan 1.3 kali ukuran Musytari, dan 7 hingga 10 kali jisimnya. Pada masa penemuan mereka, HR 8799 d dipercayai planet yang paling dekat dengan bintangnya, pada jarak sekitar 27 Unit Astronomi (AU) - sementara dua orbit lainnya masing-masing pada jarak sekitar 42 dan 68 AU.
Baru selepas itu pasukan menyedari planet-planet tersebut telah diperhatikan pada tahun 1998. Pada masa itu, Kamera Inframerah Dekat dan Spectrometer Berbilang Objek (NICMOS) Hubble Space Telescope telah memperoleh cahaya dari sistem yang menunjukkan adanya planet. Namun, ini tidak diperjelas sehingga setelah teknik pemprosesan gambar yang baru dikembangkan. Oleh itu, "pra-penemuan" tidak disedari.
Pemerhatian lebih lanjut pada tahun 2009 dan 2010 menunjukkan adanya planet keempat - HR 8799 e - yang memiliki orbit meletakkannya di dalam tiga planet lainnya. Walaupun begitu, planet ini berjarak lima belas kali lebih jauh dari bintangnya daripada Bumi dari Matahari, yang menghasilkan jangka masa orbit sekitar 18.000 hari (49 tahun). Yang lain memerlukan masa sekitar 112, 225, dan 450 tahun (masing-masing) untuk menyelesaikan orbit HR 8799.
Pada akhirnya, Wang memutuskan untuk menghasilkan video (yang bukan yang pertama), untuk menggambarkan betapa menariknya pencarian eksoplanet. Seperti yang dinyatakannya:
"Saya telah menulis algoritma interpolasi gerakan ini untuk sistem exoplanet lain, Beta Pictoris b, di mana kita melihat satu planet di orbit tepi kelihatan seperti sedang menyelam ke bintangnya (sebenarnya hanya berputar di depannya). Kami mahu melakukan perkara yang sama untuk HR 8799 untuk menghidupkan sistem ini dan berkongsi kegembiraan kami dalam pengimejan eksoplanet secara langsung. Saya rasa sangat mengagumkan kerana kita mempunyai teknologi untuk melihat dunia lain mengorbit bintang lain. "
Selain itu, video menarik perhatian kepada sistem bintang yang memberikan beberapa peluang unik untuk penyelidikan eksoplanet. Oleh kerana HR 8799 adalah sistem multi-planet pertama yang digambarkan secara langsung bermaksud para astronom dapat secara langsung memerhatikan orbit keempat planet, memerhatikan interaksi dinamik mereka, dan menentukan bagaimana mereka sampai ke konfigurasi mereka sekarang.
Ahli astronomi juga dapat mengambil spektrum atmosfer planet ini untuk mengkaji komposisi mereka, dan membandingkannya dengan gergasi gas Sistem Suria kita sendiri. Dan kerana sistem ini sangat muda (baru berusia 40 juta tahun), ia dapat memberitahu kita banyak tentang proses pembentukan planet. Yang terakhir, tetapi paling tidak, orbitnya yang lebar (keperluan mengikut ukurannya) boleh bermakna sistem ini kurang stabil.
Pada masa akan datang, menurut Wang, para astronom akan memerhatikan untuk melihat apakah ada planet yang dikeluarkan dari sistem. Saya tidak tahu tentang anda, tetapi saya akan mempertimbangkan video yang menggambarkan salah satu syarikat gas HR 8799 yang dikeluarkan dari sistemnya juga akan memberi inspirasi!
