Током следеће деценије, неколико веома моћних телескопа ће се појавити на мрежи. Време за посматрање на овим „опсимима“ биће веома тражено, а њихов опсег циљева обухватаће читав низ тема из астрономије, астрофизике и косомологије.
Једна од тема при врху листе су егзопланете.
Али како ће астрономи знати где да проведу своје драгоцено време посматрања егзопланета?
Ова нова студија ће помоћи.
Планете се формирају у дисковима крхотина око младих звезда. Али тешко је видети унутар тих прашњавих дискова и уочити стварне планете помоћу телескопа и инструмената које тренутно имамо. Сада је тим астронома објавио оно што они називају „галеијом одметника“ слика ових дискова, од којих сваки показује доказе младих планета.
Слике су резултат четворогодишњег рада са Гемини Планет Имагер (ГПИ). ГПИ је прецизан инструмент постављен на 8-метарски телескоп Гемини Соутх у Чилеу.
„Није било систематског истраживања младих дискова крхотина скоро овако великих, који су гледали истим инструментом, користећи исте начине и методе посматрања.
Том Еспозито, први аутор, Универзитет Ц, Беркли
Резултати су представљени у новом раду под називом „ Резултати диска са остацима из кампање полариметријског снимања Гемини Планет Имагер Екопланет Сурвеи. ” Први аутор је Том Еспозито, постдокторски сарадник на Калифорнијском универзитету у Берклију. Рад је објављен у Тхе Астрономицал Јоурнал.
Студија је била усмерена на младе звезде млађе од 500 милиона година. Биле су то оближње звезде, унутар 150 парсека (490 светлосних година) од нас. Постојале су 104 звезде, укључујући 38 које су претходно снимљене. Истраживачи су такође успели да реше 26 дискова са остацима и 3 протопланетарна/прелазна диска.
Шест од 26 окозвезданих дискова из истраживања Гемини Планет Имагер, наглашавајући разноликост облика и величина које ови дискови могу попримити и показујући спољашње домете звезданих система у годинама њиховог формирања. (Слика Међународне опсерваторије Гемини, НОИРЛаб, НСФ, АУРА и Том Еспосито, УЦ Беркелеи. Обрада слике од Травис Рецто, Универзитет Аљаске Енкориџ, Махди Замани и Давиде де Мартин.)
Студија је — барем делимично — покушај да се мете прегледају за посматрање времена са снажнијим будућим телескопима, чије ће време посматрања бити веома тражено. „Опси попут свемирског телескопа Џејмс Веб, Џиновски Магеланов телескоп , и тхе Екстремно велики телескоп ће се појавити на мрежи у наредних неколико година. Биће довољно моћни да проучавају егзопланете и системе који их угошћују детаљније од тренутних телескопа. Али њихова моћ није потребна за проналажење тих планета у почетку.
„Често је лакше открити диск пун прашине него планете, тако да прво детектујете прашину, а затим знате да усмерите свој свемирски телескоп Џејмс Веб или свој Римски свемирски телескоп Ненси Грејс у тим системима, смањујући број звезда које морате да прођете да бисте уопште пронашли ове планете“, рекао је главни аутор Том Еспозито у Саопштење .
Гледање слика дискова у овој студији је као гледање у Цоопер Белт у нашем сопственом Сунчевом систему. Кајперов појас је хладно подручје у удаљеном Сунчевом систему, 40 пута даље од Сунца него што је Земља. Материјал у Појасу — стене, лед и прашина — остао је из фазе формирања планете у развоју нашег Сунчевог система.
Кајперов појас је назван у част холандско-америчког астронома Герарда Куипера, који је претпоставио резервоар ледених тела иза Нептуна. Први објекат у Кајперовом појасу откривен је 1992. Сада знамо за више од хиљаду објеката тамо, а процењује се да је дом за више од 100.000 астероида и комета у пречнику преко 100 км. Кредит: ЈХУАПЛ
У овој студији, Гемини је снимио 26 слика дискова крхотина око звезда. Од тога, 25 је имало рупе на дисковима, што је доказ да млада планета брише гас и прашину док се формира. Неки од њих су од раније били познати, али је седам од 26 ново идентификовано. Али слике 19 раније познатих слика нису биле ни приближно тако оштре као ове нове слике. У већини случајева, претходне слике су из „опсима којима недостаје висока резолуција ГПИ, тако да те слике не показују исте рупе које указују на присуство младих планета које се још увек формирају.
„Једна од ствари које смо открили је да су ови такозвани дискови заиста прстенови са унутрашњим чистинама“, рекао је Еспозито, који је такође истраживач на СЕТИ институту у Маунтин Вјуу у Калифорнији. „ГПИ је имао јасан поглед на унутрашње регионе близу звезде, док у прошлости, посматрања свемирског телескопа Хуббле и старијих инструмената са земље нису могла да виде довољно близу звезде да се види рупа око ње.
Једна од ствари која Гемини Планет Имагер чини тако ефикасним је његов коронограф. Часни Хабл има коронограф који блокира светлост удаљених звезда, што олакшава уочавање других детаља око звезде. Али његов коронограф није ни близу тако ефикасан и високотехнолошки као ГПИ. Користећи свој коронаграф, ГПИ може да види звезде на које циља до једне астрономске јединице (АЈ).
У овој анкети, истраживачи су користили ГПИ да погледају звезде које су биле изузетно светле у инфрацрвеном спектру. Не због излаза саме звезде. Али зато што висок инфрацрвени излаз указује на присуство диска, који емитује инфрацрвено светло. ГПИ је довољно моћан да посматра блиску инфрацрвену (НИР) светлост распршену ситним честицама прашине не већим од једног микрона, или хиљадити део милиметра.
Прстен прашине око звезде ХР 4796 А. Његове уредно извајане ивице указују на присуство велике планете која брише гас и прашину унутар диска ледених, стеновитих крхотина, слично као што Нептун обликује унутрашњу ивицу нашег Кајперовог појаса . (Слика Међународне опсерваторије Гемини, НОИРЛаб, НСФ, АУРА и Том Еспосито, УЦ Беркелеи. Обрада слике од Травис Рецто, Универзитет Аљаске Енкориџ, Махди Замани и Давиде де Мартин.)
„Није било систематског истраживања младих дискова крхотина скоро овако великих, који су гледали истим инструментом, користећи исте начине и методе посматрања“, рекао је Еспозито. „Детектовали смо ових 26 дискова са остацима са веома доследним квалитетом података, где заиста можемо да упоредимо запажања, нешто што је јединствено у смислу истраживања дискова са остацима.
Начин на који су ови дискови и звезде узорковани у овом истраживању служи сврси проучавања егзопланета. На пример, седам нових дискова је било у групи од 13 који се заједно крећу кроз свемир. Свих 13 је рођено у истом региону отприлике у исто време, што их чини одличном метом за продубљивање нашег разумевања формирања егзопланета у младим соларним системима, и шире, како се формирао наш сопствени систем.
„Ако вратите сат за наш соларни систем за 4,5 милијарди година, који смо од ових дискова били ми?“
Том еспозито, главни аутор, Универзитет Калифорније, Беркли
„То је као савршено место за пецање; наш успех је био много већи од било чега другог што смо икада урадили“, рекао је Пол Калас, помоћни професор астрономије УЦ Беркли, који је други аутор овог рада. Пошто се свих седам налази око звезда које су рођене у истом региону отприлике у исто време, „сама та група је мини-лабораторија у којој можемо да упоредимо и упоредимо архитектуре многих планетарних расадника који се развијају истовремено у низу услова, нешто што заиста нисмо имали раније“, додао је Еспозито.
Али та кохерентна група је само део приче. Све звезде и дискови су млади, између десетина милиона година до неколико стотина милиона година. То је веома динамичан период за младе соларне системе, како се планете формирају и мигрирају и како се формира целокупна архитектура система.
Окозвездани диск око звезде ТВА 7, један од 26 дискова које је посматрао Гемини Планет Имагер. (Слика Међународне опсерваторије Гемини, НОИРЛаб, НСФ, АУРА и Том Еспосито, УЦ Беркелеи. Обрада слике од Травис Рецто, Универзитет Аљаске Енкориџ, Махди Замани и Давиде де Мартин.)
Занимљиво је да једна звезда по имену ХД 156623 није имала рупу на свом диску. Али то је један од најмлађих у групи. То се уклапа у наше разумевање како се формирају соларни системи. Веома млада звезда још не би требало да има планете, пошто се сама звезда једва формирала.
Ово је слика веома младе звезде ХД 156623 и њеног диска. Истраживачи нису пронашли доказе о рупи на диску, која би сигнализирала присуство планете да је тамо. ПС1 и бг1 и бг2 су извори тачака и позадински објекти који нису део диска. Заслуге слике: Еспозито ет ал, 2020.
„Када погледамо млађе окозвездане дискове, као што су протопланетарни дискови који су у ранијој фази еволуције, када се планете формирају или пре него што су планете почеле да се формирају, има много гаса и прашине у областима где налазимо ове рупе. у старијим дисковима крхотина“, рекао је Еспозито. „Нешто је временом уклонило тај материјал, а један од начина на који то можете да урадите је са планетама.
Један од фасцинантних аспеката оваквих студија је оно што би нам могло рећи о нашем сопственом дому овде у нашем Сунчевом систему. Како би то изгледало да је сликано у повојима.
„Ако померите сат за наш соларни систем за 4,5 милијарди година, који од ових дискова смо били? Да ли смо били узак прстен, или смо били нејасна мрља?“ рекао је Еспозито. „Било би сјајно знати како смо тада изгледали да бисмо разумели сопствено порекло. То је велико питање без одговора.”
Наш соларни систем је релативно, мирно, сталожено место у поређењу са младим соларним системима. Како је наша могла изгледати у повоју? Илустрација која приказује 8 планета Сунчевог система у размери Кредит: НАСА
Нема шансе да ћемо икада сазнати како је наш соларни систем изгледао у повојима. Али исти процеси који су формирали наш систем су у игри у сваком систему. Наше би могле бити посебне само због наше драгоцене Земље која подржава живот.
Наше разумевање младих звезда и соларног система који еволуира око њих добија облик. Чак ни пре десет година нисмо били ни приближно толико упућени као сада. Када наша следећа генерација телескопа дође на мрежу у наредној деценији, наше знање ће расти скоковима и границама.
И ова студија ће бити део свега тога.
