Fałszywy kolor, obraz w bliskiej podczerwieni systemu Kappa Andromedae, wykonany przez Teleskop Subaru. Currie (University Toronto)
Astronomowie korzystający z teleskopu Subaru na Hawajach znaleźli planetę wielkości Jowisza, krążącą wokół masywnej gwiazdy około 170 lat świetlnych od Ziemi. Nie tylko wykryli planetę, ale także zrobili jej bezpośrednie zdjęcie. To ekscytujące, ponieważ tylko garść egzo-planet została sfotografowana bezpośrednio. Ale innym interesującym aspektem tej nowo odkrytej planety jest to, że krąży ona wokół swojej gwiazdy w odległości porównywalnej do Neptuna w naszym Układzie Słonecznym. Astronomowie twierdzą, że jest to mocne wskazanie, że planeta uformowała się w sposób podobny do tego, w jaki uważa się, że tworzą się mniejsze, skaliste planety: z protoplanetarnego dysku gazu i pyłu, który otaczał gwiazdę w jej najwcześniejszych stadiach.
Gwiazda, Kappa Andromedae, jest obiektem gołym okiem, który można zobaczyć w gwiazdozbiorze Andromedy, i ma masę 2,5 razy większą niż Słońce, co czyni ją gwiazdą o największej masie, jaka kiedykolwiek istniała na bezpośrednio obserwowanej planecie. Obserwacji dokonał zespół astronomów z Max Planck Institute for Astronomy oraz University of Toronto i College of Charleston, w ramach projektu SEEDS (Strategiczne badania egzoplanet i dysków z Subaru).
„Nasz zespół zidentyfikował słaby obiekt położony bardzo blisko Kappa Andromedae w styczniu, który wygląda bardzo podobnie do innych młodych, masywnych planet bezpośrednio zobrazowanych, ale nie wygląda jak gwiazda” - powiedziała Thayne Currie. współautor artykułu z University of Toronto. „Prawdopodobnie jest to planeta bezpośrednio zobrazowana”.
„Mapa stosunku sygnału do szumu” wygenerowana z lewego obrazu. Biel każdej plamki wskazuje prawdopodobieństwo, że nie mamy do czynienia z artefaktem („szumem”), ale ze śladem prawdziwego obiektu („sygnału”). Biała cecha w lewym górnym rogu, reprezentująca wysoką wartość sygnału do szumu, wskazuje na wysoką pewność detekcji super Jowisza. Currie (University Toronto)
Kappa Andromedae (k I) jest bardzo młodą gwiazdą, której wiek szacuje się na 30 milionów lat (dla porównania nasze Słońce ma około 5 miliardów lat). Planeta, zwana k I b („Kappa Andromedae b), jest około 10% większy niż Jowisz, ale jest to ciężki świat - ma masę około 13 razy większą niż Jowisz.
Oznacza to, że równie dobrze mogłaby to być planeta lub bardzo lekki brązowy karzeł, obiekt pośredni między planetami i gwiazdami. Jednak astronomowie skłaniają się ku poszlakom, które wskazują, że prawdopodobnie jest to planeta.
Ponieważ gwiazdy są znacznie jaśniejsze niż ich planety - zwykle o miliard lub więcej razy - egzoplanety zwykle gubią się w blasku gwiazdy podczas korzystania z tradycyjnych technik obserwacyjnych. Zespół Subaru zastosował inną technikę zwaną obrazowaniem różnicowym kątowym, która łączy szereg czasowy poszczególnych obrazów w sposób, który pozwala na usunięcie olbrzymiego olśnienia gwiazdy macierzystej.
Na zdjęciu w podczerwieni powyżej maleńki punkt światła, którym jest planeta Kappa ib. Ponieważ planeta okrąża gwiazdę w pewnej odległości, zespół obserwujący SEEDS był w stanie rozpoznać słabe światło obiektu, skutecznie zakrywając światło gwiazdy.
Duża masa gwiazdy macierzystej i gazowego giganta zapewnia wyraźny kontrast z naszym własnym układem słonecznym. Obserwatorzy i teoretycy argumentowali ostatnio, że duże gwiazdy, takie jak Kappa Andromedae, prawdopodobnie będą miały duże planety, być może według prostego, powiększonego modelu naszego Układu Słonecznego. Ale eksperci przewidują, że takie ekstrapolacje są ograniczone; jeśli gwiazda jest zbyt masywna, jej silne promieniowanie może zakłócać normalny proces formowania się planety, który w innym przypadku miałby miejsce. Odkrycie super Jowisza wokół Kappa Andromedae pokazuje, że gwiazdy tak duże jak 2,5 masy Słońca są nadal w pełni zdolne do wytwarzania planet w swoich pierwotnych dyskach okołoziemskich. Jest to kluczowa informacja dla naukowców pracujących nad modelami formowania się planet.
Astronomowie będą kontynuować obserwacje emitowanego światła k Ib dla szerokiego zakresu długości fal w nadziei lepszego zrozumienia chemii atmosfery planety, a także ustalenia, czy inne planety znajdują się w tym układzie.
Przeczytaj artykuł zespołu: Bezpośrednie obrazowanie super-Jowisza wokół masywnej gwiazdy
Źródło: Max Planck Institute for Astronomy
