Sejak penemuan pada tahun 1995 planet pertama yang mengorbit bintang normal selain Matahari, kini terdapat lebih dari 150 calon eksoplanet yang disebut ini. Sebilangan besar dari mereka dikesan dengan kaedah tidak langsung, berdasarkan pada variasi halaju radial atau peredupan bintang ketika planet melintas di depannya (lihat ESO PR 06/03, ESO PR 11/04 dan ESO PR 22/04 ).
Akan tetapi, para astronom lebih suka mendapatkan gambaran langsung dari eksoplanet, yang memungkinkan mereka untuk menggambarkan sifat fizikal objek dengan lebih baik. Ini adalah tugas yang sangat sukar, kerana planet ini umumnya tersembunyi dalam "silau" bintang tuan rumahnya.
Untuk mengatasi masalah ini, para astronom mengkaji objek yang sangat muda. Sesungguhnya, objek sub-bintang jauh lebih panas dan lebih terang ketika muda dan oleh itu dapat lebih mudah dikesan daripada objek yang lebih tua dengan jisim serupa.
Berdasarkan pendekatan ini, mungkin pengesanan tahun lalu mengenai titik cahaya yang lemah di sebelah kerdil coklat muda 2M1207 oleh pasukan astronomi antarabangsa yang menggunakan Teleskop Sangat Besar ESO (ESO PR 23/04) adalah yang lama dicari imej yang baik-baik dari eksoplanet. Laporan terbaru berdasarkan data dari Teleskop Angkasa Hubble nampaknya mengesahkan hasil ini. Pemerhatian yang lebih baru dibuat dengan Spitzer Space Telescope mengenai cahaya inframerah hangat dari dua planet "Jupiter panas" yang sebelumnya dikesan adalah satu lagi hasil yang menarik dalam konteks ini. Kekayaan hasil baru ini, yang diperoleh dalam jangka masa beberapa bulan, menggambarkan dengan sempurna dinamika bidang penyelidikan ini.
Sahabat Kecil
Kini, pasukan ahli astronomi yang berlainan [1] mungkin telah membuat satu kejayaan penting dalam bidang ini dengan mencari teman kecil kepada bintang muda. Sejak beberapa tahun para saintis ini telah melakukan pencarian planet dan objek berjisim rendah, khususnya di sekitar bintang yang masih dalam proses pembentukannya - yang disebut bintang T-Tauri - menggunakan teknik pencitraan langsung dan kecepatan radial. Salah satu objek dalam senarai mereka adalah GQ Lupi, bintang T-Tauri muda, yang terletak di awan Lupus I (Serigala), wilayah pembentukan bintang sekitar 400 atau 500 tahun cahaya. Bintang GQ Lupi nampaknya merupakan objek yang sangat muda yang masih dikelilingi oleh cakera, dengan usia antara 100,000 hingga 2 juta tahun.
Ahli astronomi memerhatikan GQ Lupi pada 25 Jun 2004 dengan instrumen optik adaptif NACO melekat pada Yepun, Teleskop Unit 8.2-m keempat Teleskop Sangat Besar yang terletak di atas Cerro Paranal (Chile). Optik adaptif instrumen (AO) mengatasi gangguan yang disebabkan oleh pergolakan atmosfera, menghasilkan gambar inframerah dekat yang sangat tajam.
Seperti yang ditunjukkan oleh Foto ESO PR 10a / 05, siri pendedahan NACO jelas menunjukkan kehadiran teman kecil itu, yang terletak di kawasan berhampiran bintang. Objek yang baru dijumpai ini terletak hanya 0.7 arcsecond, dan akan diabaikan tanpa menggunakan kemampuan optik adaptif NACO.
Pada jarak GQ Lupi, pemisahan antara bintang dan rakannya yang lemah adalah sekitar 100 unit astronomi (atau 100 kali jarak antara Matahari dan Bumi). Ini kira-kira 2.5 kali jarak antara Pluto dan Matahari.
Rakannya, yang dipanggil GQ Lupi B atau GQ Lupi b [2], kira-kira 250 kali lebih lemah daripada GQ Lupi A seperti yang dilihat dalam siri gambar ini. Gambar lebih lanjut yang diperoleh dengan NACO pada bulan Ogos dan September mengesahkan kehadiran dan kedudukan rakan ini.
Bergerak ke arah yang sama
Para astronom kemudian mengetahui bahawa bintang itu sebelumnya telah diperhatikan oleh teleskop Subaru dan juga oleh Teleskop Angkasa Hubble. Mereka mengambil gambar yang sesuai dari arkib data kemudahan ini untuk analisis lebih lanjut.
Gambar yang lebih lama, masing-masing diambil pada bulan Julai 2002 dan April 1999, juga menunjukkan kehadiran teman tersebut, yang memberi kemungkinan kepada para astronom mengukur kedudukan kedua-dua objek dengan tepat selama beberapa tahun. Ini seterusnya membolehkan mereka menentukan apakah bintang bergerak bersama di langit - seperti yang diharapkan jika mereka terikat secara graviti - atau jika objek yang lebih kecil hanya objek latar belakang, hanya diselaraskan secara kebetulan.
Dari pengukuran mereka, para astronom mendapati bahawa pemisahan antara dua objek tidak berubah dalam tempoh lima tahun yang diliputi oleh pemerhatian (lihat Foto PR ESO 10b / 05). Bagi para saintis ini adalah bukti yang jelas bahawa kedua-dua objek bergerak ke arah yang sama di langit. "Sekiranya objek samar akan menjadi objek latar belakang", kata Ralph Neuh? Pengguna University of Jena (Jerman) dan pemimpin pasukan, "kita akan melihat perubahan dalam pemisahan ketika GQ Lup akan bergerak di langit. Dari tahun 1999 hingga 2004, pemisahan akan berubah sebanyak 0.15 arcsec, sementara kami yakin perubahannya paling sedikit 20 kali lebih kecil. "
Exoplanet atau kerdil coklat?
Untuk mengetahui lebih jauh sifat fizikal objek yang baru ditemui, para astronom menggunakan NACO pada VLT untuk mengambil satu siri spektrum. Ini menunjukkan tanda khas objek yang sangat sejuk, khususnya kehadiran jalur air dan CO. Dengan mengambil kira warna inframerah dan data spektral yang ada, pengiraan model atmosfera menunjukkan suhu antara 1.600 dan 2.500 darjah dan radius dua kali lebih besar daripada Musytari (lihat Foto PR 10c / 05). Oleh itu, GQ Lupi B adalah objek yang sejuk dan agak kecil.
Tetapi apakah sifat objek samar ini? Adakah eksoplanet yang baik-baik saja atau apakah itu kerdil coklat, bintang-bintang "gagal" yang tidak cukup besar untuk menghasilkan reaksi nuklear utama secara terpusat? Walaupun garis batas antara keduanya masih menjadi perdebatan, satu cara untuk membezakan antara keduanya adalah dengan jisimnya (kerana ini juga dilakukan antara kerdil coklat dan bintang): planet (raksasa) lebih ringan daripada sekitar 13 massa Musytari ( jisim kritikal yang diperlukan untuk menyalakan peleburan deuterium), kerdil coklat lebih berat.
Bagaimana dengan GQ Lupi b?
Malangnya, pemerhatian baru tidak memberikan anggaran langsung jisim objek. Oleh itu, para astronom mesti bergantung pada perbandingan dengan model teori objek tersebut. Tetapi ini tidak semudah yang didengar. Sekiranya, seperti yang diterima oleh ahli astronomi, GQ Lupi A dan B terbentuk secara serentak, objek yang baru dijumpai itu sangat muda. Masalahnya adalah bahawa untuk objek yang sangat muda, model teori tradisional mungkin tidak dapat digunakan. Namun, jika digunakan, mereka memberikan anggaran jisim objek yang terletak di antara 3 hingga 42 massa Musytari, iaitu merangkumi kedua planet dan domain kerdil coklat.
Fasa awal dalam kerdil coklat dan pembentukan planet ini pada dasarnya adalah wilayah yang tidak diketahui untuk model. Sangat sukar untuk membuat model keruntuhan awal awan gas memandangkan keadaan di sekitar bintang induk yang terbentuk. Satu set model, khusus disesuaikan untuk memodelkan objek yang sangat muda, memberikan massa serendah satu hingga dua massa Musytari. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh pengguna Ralph Neuh? "Model baru ini masih perlu dikalibrasi, sebelum jisim sahabat seperti itu dapat ditentukan dengan yakin".
Ahli astronomi juga menekankan bahawa dari perbandingan antara spektrum VLT / NACO mereka dan model teori penulis bersama Peter Hauschildt dari Universiti Hamburg (Jerman), mereka sampai pada kesimpulan bahawa kesesuaian terbaik diperoleh untuk objek yang mempunyai sekitar 2 jari-jari Musytari dan 2 massa Musytari. Sekiranya keputusan ini berlaku, GQ Lupi b akan menjadi exoplanet termuda dan paling ringan yang telah dicitrakan.
Pemerhatian lebih lanjut masih diperlukan untuk menentukan secara tepat sifat GQ Lupi B. Sekiranya kedua-dua objek itu benar-benar terikat, maka objek terkecil akan memerlukan lebih dari 1,000 tahun untuk menyelesaikan orbit di sekitar bintang inangnya. Ini tentunya terlalu lama untuk ditunggu tetapi kesan gerakan orbit mungkin dapat dikesan - sebagai perubahan kecil dalam pemisahan antara dua objek - dalam beberapa tahun. Oleh itu pasukan merancang untuk melakukan pemerhatian secara berkala terhadap objek ini menggunakan NACO pada VLT, untuk mengesan gerakan ini. Tidak syak lagi bahawa pada waktu yang sama, kemajuan lebih jauh dari sisi teori akan dicapai dan banyak penemuan sensasi dalam bidang ini akan dibuat.
Maklumat lanjut
Penyelidikan yang disajikan dalam Siaran Akhbar ESO ini diterbitkan dalam Surat kepada Editor yang diterima untuk diterbitkan oleh Astronomi dan Astrophysics ("Bukti untuk rakan sub-bintang GQ Lup yang bergerak bersama" oleh R. Neuh? Pengguna et al.) Dan boleh didapati dalam bentuk PDF di http://www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/forthpdf/aagj061_forth.pdf.
Nota
[1]: Pasukan ini terdiri dari pengguna Ralph Neuh?, G? Nther Wuchterl, Markus Mugrauer, dan Ana Bedalov (University of Jena, Jerman), Eike Guenther (Th? Ringer Landessternwarte Tautenburg, Jerman), dan Peter Hauschildt (Hamburger Sternwarte, Jerman).
[2]: Dalam literatur astronomi, konvensyen ini adalah untuk meletakkan huruf kapital untuk bintang yang terdiri daripada pelbagai sistem, tetapi huruf kecil untuk planet. Sekiranya pendamping GQ Lupi A ternyata menjadi planet, ia akan disebut GQ Lupi b, sementara jika itu adalah kerdil coklat, ia akan dikenal sebagai GQ lupi B. Memandangkan ketidakpastian sekarang, kita telah menggunakan kedua-dua denominasi dalam siaran akhbar ini, begitu juga penulis dalam makalah ilmiah yang asli.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
