Астрономы показали первое прямое изображение Beta Pictoris c помощью нового инструмента
Подавляющее большинство экзопланет открываются астрономами с помощью различных сложных методов. Экзопланета не появляется на изображении, но косвенно проявляется в спектре. Группе ученых из Института астрономии и внеземной физики Макса Планка теперь удалось получить первое прямое подтверждение ранее обнаруженной экзопланеты с помощью метода измерения лучевой скорости.
Используя инструмент GRAVITY на телескопах VLT в Чили, астрономы наблюдали слабый отблеск планеты Beta Pictoris c, расположенной примерно в 63 световых годах от Земли, рядом с яркими лучами ее материнской звезды. Теперь исследователи могут получить как яркость, так и динамическую массу экзопланеты из этих наблюдений и, таким образом, сузить модели формирования этих объектов.
Объединив свет четырех больших телескопов VLT, астрономам из коллаборации GRAVITY удалось напрямую наблюдать вспышку света, исходящую от экзопланеты, расположенной близко к ее родительской звезде.
Планета под названием «Beta Pictoris c» — вторая планета, вращающаяся вокруг своей родительской звезды. Первоначально она была обнаружена с помощью так называемой «лучевой скорости», которая измеряет сопротивление родительской звезды из-за орбиты планеты. β Pictoris c настолько близка к своей родительской звезде, что даже самые лучшие телескопы пока не могли напрямую отобразить планету.
«Это первое прямое подтверждение того, что планета обнаружена методом лучевых скоростей», — говорит Сильвестр Лакур, руководитель программы наблюдений ExoGRAVITY.
Измерения лучевой скорости использовались астрономами в течение многих десятилетий и позволили обнаружить сотни экзопланет. Но никогда раньше астрономам не удавалось получить прямое наблюдение одной из этих планет. Это стало возможным только потому, что инструмент GRAVITY, расположенный в лаборатории под четырьмя телескопами, которые он использует, является очень точным инструментом. Он наблюдает за светом родительской звезды с помощью всех четырех телескопов VLT одновременно и объединяет их в виртуальный телескоп с деталями, необходимыми для обнаружения β Pictoris c.
«Удивительно, какого уровня детализации и чувствительности мы можем достичь с помощью GRAVITY», — восхищается Фрэнк Эйзенхауэр, ведущий научный сотрудник проекта GRAVITY в MPE. «Мы только начинаем исследовать новые потрясающие миры, от сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики до планет за пределами Солнечной системы».
Однако прямое обнаружение с помощью GRAVITY было возможно только благодаря новым данным о лучевой скорости, точно устанавливающим орбитальное движение β Pictoris c. Это позволило команде точно определить и предсказать ожидаемое положение планеты, чтобы GRAVITY смогла ее найти.
β Pictoris c, таким образом, является первой планетой, которая была обнаружена и подтверждена обоими методами, измерениями лучевой скорости и получением прямых изображений. В дополнение к независимому подтверждению экзопланеты, астрономы теперь могут объединить знания этих двух ранее отдельных методов.
«Это означает, что теперь мы можем получить как яркость, так и массу этой экзопланеты», — объясняет Матиас Новак, ведущий автор статьи об открытии GRAVITY. «Как правило, чем массивнее планета, тем она ярче».
В этом случае, однако, данные о двух планетах несколько озадачивают: свет, исходящий от b Pictoris c, в шесть раз слабее, чем от его более крупного собрата b Pictoris b.
Яркость β Pic c предполагает, что ее температура составляет около 1250 Кельвинов. , по сравнению с 1724 градусами Кельвина для β Pic b.
β Pictoris c в 8 раз больше массы Юпитера. Так насколько же массивен β Pictoris b? Данные о лучевых скоростях в конечном итоге ответят на этот вопрос, но для получения достаточного количества данных потребуется много времени: один полный оборот планеты b вокруг своей звезды занимает 28 наших лет.
Дополнительные данные также могут быть предоставлены GRAVITY +, прибором следующего поколения, который уже находится в стадии разработки.
M. Nowak et al. Direct confirmation of the radial-velocity planet β Pictoris c, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/202039039
A. M. Lagrange et al. Unveiling the β Pictoris system, coupling high contrast imaging, interferometric, and radial velocity data, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/202038823