W ciągu ostatnich 21 lat Kosmiczny Teleskop Hubble'a zgromadził mnóstwo danych, a centrum archiwum Hubble'a zapełnia około 18 płyt DVD na każdy tydzień życia teleskopu. Teraz, dzięki ulepszonym technikom eksploracji danych, intensywna ponowna analiza obrazów HST z 1998 r. Ujawniła pewne ukryte skarby: wcześniej niewykryte planety pozasłoneczne.
Naukowcy twierdzą, że to odkrycie pomaga udowodnić nową metodę poszukiwania planet za pomocą zarchiwizowanych danych Hubble'a. Ponadto odkrycie dodatkowych egzoplanet w danych Hubble'a pomaga im porównać wcześniejsze dane dotyczące ruchu orbitalnego z nowszymi obserwacjami.
Jak astronomowie wykryli wcześniej niewidzialne egzoplanety i czy zastosowane metody można zastosować do innych zestawów danych HST?
To nie pierwszy raz, kiedy ukryte egzoplanety zostały ujawnione w danych HST - w 2009 r. David Lafreniere z Uniwersytetu w Montrealu odzyskał ukryte dane egzoplanet w obrazach Hubble'a HR 8799. Zdjęcia HST, które badał Lafreniere, zostały zrobione w 1998 r. Za pomocą kamery bliskiej podczerwieni i spektrometr z wieloma obiektami (NICMOS). Zewnętrzna planeta krążąca wokół HR 8799 została zidentyfikowana i zademonstrowała moc nowej techniki przetwarzania danych, która może wydobywać słabe planety z blasku ich gwiazdy centralnej.
Obecnie znane są cztery gigantyczne planety krążące wokół HR 8799, z których pierwsze trzy zostały odkryte w 2007/2008 roku na zdjęciach w bliskiej podczerwieni wykonanych instrumentami na W.M. Obserwatorium Keck i teleskop Gemini North autorstwa Christiana Marois z National Research Council w Kanadzie. W 2010 roku Marois i jego zespół odkryli czwartą, najbardziej wewnętrzną planetę. Tym, co sprawia, że system HR 8799 jest tak wyjątkowy, jest to, że jest to jedyny wielo-egzoplanetowy układ gwiazd, który został bezpośrednio zobrazowany.
Nowa analiza Remiego Soummera z Space Telescope Science Institute wykazała wszystkie trzy planety zewnętrzne. Niestety czwarta, najbardziej wewnętrzna planeta jest bliska HR 8799 i nie można jej zobrazować z powodu zaciemnienia przez koronograf NICMOS, który blokuje światło gwiazdy centralnej.
Kiedy astronomowie badają egzoplanety, bezpośrednio je obrazując, badają zdjęcia wykonane w odstępie kilku lat - podobnie jak metody znalezienia Plutona i innych planet karłowatych w naszym Układzie Słonecznym, takich jak Eris. Zrozumienie orbit w układzie wieloplanetowym jest niezwykle ważne, ponieważ planety masywne mogą wpływać na orbity sąsiednich planet w systemie. „Na podstawie zdjęć Hubble'a możemy określić kształt ich orbit, co zapewnia wgląd w stabilność systemu, masy i mimośrody planet, a także pochylenie systemu”, mówi Soummer.
Utrudnieniem badania są wyjątkowo długie orbity trzech planet zewnętrznych, które trwają odpowiednio około 100, 200 i 400 lat. Długie okresy orbit wymagają sporo czasu, aby astronomowie mogli wykonać wystarczającą ilość ruchu. Jednak w tym przypadku dodatkowy przedział czasu z danych Hubble'a znacznie pomaga. „Archiwum dało nam teraz 10 lat nauki” - mówi Soummer. „Bez tych danych musielibyśmy czekać kolejną dekadę. Za darmo 10 lat nauki ”.
Biorąc pod uwagę jego 400-letni okres orbitalny, w ciągu ostatnich dziesięciu lat najbardziej oddalona planeta ledwo zmieniła pozycję. „Ale jeśli przejdziemy na następną wewnętrzną planetę, zobaczymy trochę orbitę, a na trzeciej wewnętrznej planecie faktycznie zobaczymy dużo ruchu”, dodał Soummer.
Podczas analizy oryginalnych danych HST metody stosowane do wykrywania egzoplanet, takie jak te krążące wokół HR 8799, nie były dostępne. Techniki odejmowania światła od gwiazdy macierzystej wciąż pozostawiły resztkowe światło, które zagłuszyło słabe egzoplanety. Soummer i jego zespół ulepszyli poprzednie metody i wykorzystali ponad czterysta zdjęć z ponad 10 lat obserwacji NICMOS.
Udoskonalenia poprzedniej techniki obejmowały zwiększenie kontrastu i minimalizację resztkowego światła gwiazd. Soummer i jego zespół z powodzeniem usunęli iglice dyfrakcyjne, zjawisko, na które cierpią amatorskie i profesjonalne systemy obrazowania teleskopów. Dzięki ulepszonym technikom Soummer i jego zespół byli w stanie zobaczyć dwie słabe planety wewnętrzne HR 8799, które są około 1/100 000 jasności gwiazdy macierzystej w podczerwieni.
Soummer planuje następnie przeanalizować 400 dodatkowych gwiazd w archiwum NICMOS przy użyciu tej samej techniki, co pokazuje moc archiwum danych teleskopu kosmicznego Hubble'a. O ile więcej odkrytych egzoplanet można się domyślić.
Odkrycie tych nowych egzoplanet dowodzi, że nawet po tym, jak HST przestanie działać, dane Hubble'a będą istnieć, a naukowcy będą polegać na odkryciach Hubble'a przez lata, gdy będą kontynuować poszukiwania kosmosu.
Źródło: Aktualizacje misji Kosmicznego Teleskopu Hubble'a
