Pierwszy pełny widok 3D binarnego układu gwiazda-planeta z VLBA

Dzięki precyzyjnemu śledzeniu małego, prawie niezauważalnego kołysania się w ruchu pobliskiej gwiazdy w przestrzeni kosmicznej, astronomowie odkryli planetę podobną do Jowisza krążącą wokół gwiazdy, która jest jedną z par podwójnych. Ich praca, wykorzystująca układ VLBA (Very Long Baseline Array) Narodowej Fundacji Nauki, dała pierwsze w historii określenie kompletnej, trójwymiarowej struktury orbit podwójnej pary gwiazd i planety krążącej wokół jednej z nich. To osiągnięcie, jak powiedzieli astronomowie, może dostarczyć cennych nowych informacji na temat procesu formowania się planet.

Chociaż do tej pory odkryto ponad 5000 planet pozasłonecznych , przy użyciu techniki zwanej astrometrią, która doprowadziła do tego odkrycia, odkryto tylko trzy. Jednak wyczynu określenia architektury 3D układu podwójnego gwiazd, który zawiera planetę,

nie można osiągnąć innymi metodami odkrywania egzoplanet.powiedział Salvador Curiel z Narodowego Uniwersytetu Autonomicznego w Meksyku (UNAM).

Ponieważ większość gwiazd jest w układach podwójnych lub wielokrotnych, możliwość zrozumienia układów takich jak ten pomoże nam ogólnie zrozumieć powstawanie planet.powiedział Curiel.

Te dwie gwiazdy, które razem nazywają się GJ 896AB, znajdują się około 20 lat świetlnych od Ziemi – są bliskimi sąsiadami według standardów astronomicznych. Są to czerwone karły, najpowszechniejszy typ w naszej galaktyce Drogi Mlecznej. Większa, wokół której krąży planeta, ma około 44 procent masy naszego Słońca, podczas gdy mniejsza ma około 17 procent masy Słońca. Są oddzielone mniej więcej odległością Neptuna od Słońca i okrążają się nawzajem raz na 229 lat.

W celu zbadania GJ 896AB astronomowie połączyli dane z obserwacji optycznych systemu przeprowadzonych w latach 1941-2017 z danymi z obserwacji VLBA w latach 2006-2011. Następnie wykonali nowe obserwacje VLBA w 2020 roku. —zdolność do dostrzegania drobnych szczegółów — dała niezwykle precyzyjne pomiary pozycji gwiazd w czasie. Astronomowie przeprowadzili obszerną analizę danych, które ujawniły ruchy orbitalne gwiazd, a także ich wspólny ruch w przestrzeni.

Szczegółowe prześledzenie ruchu większej gwiazdy wykazało niewielkie chybotanie, które ujawniło istnienie planety. Kołysanie spowodowane jest oddziaływaniem grawitacyjnym planety na gwiazdę. Gwiazda i planeta krążą między nimi w miejscu, które reprezentuje ich wspólny środek masy. Kiedy to miejsce, zwane centrum barycznym, jest wystarczająco daleko od gwiazdy, ruch gwiazdy wokół niej może być wykrywany.

Astronomowie obliczyli, że planeta ma masę około dwa razy większą od Jowisza i okrąża gwiazdę co 284 dni. Jej odległość od gwiazdy jest nieco mniejsza niż odległość Wenus od Słońca. Orbita planety jest nachylona około 148 stopni od orbit dwóch gwiazd.

Oznacza to, że planeta porusza się wokół głównej gwiazdy w przeciwnym kierunku niż gwiazda drugorzędna wokół głównej gwiazdy. Po raz pierwszy zaobserwowano tak dynamiczną strukturę na planecie związanej z zwartym układem podwójnym, który prawdopodobnie powstał w tym samym dysku protoplanetarnym.powiedziała Gisela Ortiz-León z UNAM i Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka.

Dodatkowe szczegółowe badania tego i podobnych systemów mogą pomóc nam uzyskać ważny wgląd w to, jak planety powstają w układach podwójnych. Istnieją alternatywne teorie dotyczące mechanizmu formowania, a więcej danych może prawdopodobnie wskazać, który jest najbardziej prawdopodobny. W szczególności obecne modele wskazują, że tak duża planeta jest bardzo mało prawdopodobna jako towarzysz tak małej gwiazdy, więc być może te modele wymagają dostosowania.powiedział Joel Sanchez-Bermudez, UNAM.

Astrometryczni stwierdzili, że technika astrometryczna będzie cennym narzędziem do charakteryzowania większej liczby układów planetarnych.

Możemy wykonać znacznie więcej takich prac z planowanym VLA nowej generacji (ngVLA). Dzięki niemu możemy znaleźć planety tak małe jak Ziemia.powiedziała Amy Mioduszewski z National Radio Astronomy Observatory.

Webb robi swoje pierwsze bezpośrednie zdjęcie odległego świata

Po raz pierwszy astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do wykonania bezpośredniego zdjęcia planety poza naszym Układem Słonecznym. Egzoplaneta jest gazowym gigantem, co oznacza, że ​​nie ma skalistej powierzchni i nie nadaje się do zamieszkania . Obraz widziany przez cztery różne filtry świetlne pokazuje, jak silne podczerwone spojrzenie Webba może z łatwością uchwycić światy poza naszym Układem Słonecznym, wskazując drogę do przyszłych obserwacji, które ujawnią więcej niż kiedykolwiek informacji o egzoplanetach.

To przełomowy moment, nie tylko dla Webba, ale także ogólnie dla astronomii.powiedziała Sasha Hinkley, profesor nadzwyczajny fizyki i astronomii na University of Exeter w Wielkiej Brytanii, która prowadziła te obserwacje przy dużej międzynarodowej współpracy.

Webb to międzynarodowa misja prowadzona przez NASA we współpracy z jej partnerami, ESA (Europejską Agencją Kosmiczną) i CSA (Kanadyjską Agencją Kosmiczną).

Egzoplaneta na zdjęciu Webba, zwana HIP 65426 b, ma masę około 6-12 mas Jowisza, a te obserwacje mogą pomóc jeszcze bardziej zawęzić ten obraz. Jest młody jak na planety — ma około 15 do 20 milionów lat w porównaniu z naszą Ziemią, która ma 4,5 miliarda lat. Astronomowie odkryli planetę w 2017 roku za pomocą instrumentu SPHERE na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile i wykonali jej zdjęcia przy użyciu krótkich fal podczerwonych. Widok Webba, przy dłuższych falach podczerwonych, ujawnia nowe szczegóły, których teleskopy naziemne nie byłyby w stanie wykryć ze względu na wewnętrzną podczerwoną poświatę ziemskiej atmosfery. Naukowcy analizują dane z tych obserwacji i przygotowują artykuł, który prześlą do czasopism do recenzji. Ale pierwsze uchwycenie przez Webba egzoplanety już wskazuje na przyszłe możliwości badania odległych światów. Ponieważ HIP 65426 b znajduje się około 100 razy dalej od swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia od Słońca, jest wystarczająco daleko od gwiazdy, aby Webb mógł łatwo oddzielić planetę od gwiazdy na zdjęciu.

Kamera bliskiej podczerwieni Webba (NIRCam) i instrument średniej podczerwieni (MIRI) są wyposażone w koronografy, które są zestawami maleńkich masek, które blokują światło gwiazd, umożliwiając Webbowi wykonywanie bezpośrednich zdjęć niektórych egzoplanet, takich jak ta. Nancy Grace Roman Kosmiczny Teleskop NASA, który ma zostać wystrzelony jeszcze w tej dekadzie, zademonstruje jeszcze bardziej zaawansowany koronograf.

To było naprawdę imponujące, jak dobrze koronografy Webba działały w celu stłumienia światła gwiazdy macierzystej.powiedział Hinkley.

Wykonywanie bezpośrednich zdjęć egzoplanet jest trudne, ponieważ gwiazdy są o wiele jaśniejsze niż planety. Planeta HIP 65426 b jest ponad 10 000 razy słabsza niż jej gwiazda macierzysta w bliskiej podczerwieni i kilka tysięcy razy słabsza w średniej podczerwieni. Na każdym zdjęciu filtra planeta wygląda jak plamka światła o nieco innym kształcie. Dzieje się tak ze względu na szczegóły systemu optycznego Webba i sposób, w jaki przekłada światło przez różne układy optyczne.

Uzyskanie tego obrazu było jak kopanie kosmicznego skarbu. Na początku wszystko, co widziałem, to światło gwiazdy, ale dzięki starannemu przetwarzaniu obrazu udało mi się usunąć to światło i odkryć planetę.powiedziała Aarynn Carter, badaczka z tytułem doktora na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz, która kierowała analizą obrazów.

Chociaż nie jest to pierwsze bezpośrednie zdjęcie egzoplanety wykonane z kosmosu – Kosmiczny Teleskop Hubble’a uchwycił już wcześniej bezpośrednie zdjęcia egzoplanet – HIP 65426b wskazuje drogę do eksploracji egzoplanet przez Webba.

Myślę, że najbardziej ekscytujące jest to, że dopiero zaczęliśmy. Istnieje o wiele więcej zdjęć egzoplanet, które ukształtują nasze ogólne zrozumienie ich fizyki, chemii i formacji. Możemy nawet odkryć nieznane wcześniej planety.powiedział Carter.

Webb wykrywa dwutlenek węgla w atmosferze egzoplanet

Webb zapoczątkowuje nową erę nauki o egzoplanetach dzięki pierwszemu jednoznacznemu wykryciu dwutlenku węgla w atmosferze planety poza naszym Układem Słonecznym. Po latach przygotowań i oczekiwania badacze egzoplanet są zachwyceni. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA uchwycił zadziwiająco szczegółową tęczę światła gwiazd w bliskiej podczerwieni przefiltrowanego przez atmosferę gorącego gazowego olbrzyma oddalonego o 700 lat świetlnych. Widmo transmisyjne egzoplanety WASP-39 b, oparte na pojedynczym zestawie pomiarów wykonanych za pomocą spektrografu bliskiej podczerwieni Webba i przeanalizowanych przez dziesiątki naukowców, stanowi pierwszy hat-tricek: pierwsza oficjalna naukowa obserwacja egzoplanety przez Webba; pierwsze szczegółowe widmo egzoplanet obejmujące ten zakres kolorów bliskiej podczerwieni; i pierwszy niepodważalny dowód na obecność dwutlenku węgla w atmosferze planety krążącej wokół odległej gwiazdy.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba z NASA uchwycił pierwszy wyraźny dowód na obecność dwutlenku węgla w atmosferze planety poza Układem Słonecznym. Ta obserwacja gazowego giganta krążącego wokół gwiazdy podobnej do Słońca w odległości 700 lat świetlnych dostarcza ważnych informacji na temat składu i formowania się planety. Odkrycie , które zostało zaakceptowane do publikacji w Nature , dostarcza dowodów na to, że w przyszłości Webb może być w stanie wykrywać i mierzyć dwutlenek węgla w cieńszej atmosferze mniejszych planet skalistych.

WASP-39 b to gorący gazowy olbrzym o masie około jednej czwartej masy Jowisza (mniej więcej takiej samej jak Saturn) i średnicy 1,3 razy większej niż Jowisz. Jego ekstremalna opuchlizna jest częściowo związana z wysoką temperaturą (900 stopni Celsjusza). W przeciwieństwie do chłodniejszych, bardziej zwartych gazowych olbrzymów w naszym Układzie Słonecznym, WASP-39 b krąży bardzo blisko swojej gwiazdy – tylko około jednej ósmej odległości między Słońcem a Merkurym – wykonując jeden obieg w nieco ponad cztery ziemskie dni. Odkrycia planety, ogłoszonego w 2011 roku, dokonano na podstawie naziemnych odkryć subtelnego, okresowego przyciemniania światła gwiazdy macierzystej, gdy planeta przechodzi lub przechodzi przed gwiazdą.

Wcześniejsze obserwacje z innych teleskopów, w tym teleskopów kosmicznych Hubble’a i Spitzera , ujawniły obecność pary wodnej, sodu i potasu w atmosferze planety. Niezrównana czułość Webba na podczerwień potwierdziła obecność dwutlenku węgla również na tej planecie. Planety tranzytowe, takie jak WASP-39 b, których orbity obserwujemy z boku, a nie z góry, mogą zapewnić badaczom idealne możliwości badania atmosfer planetarnych. Podczas tranzytu część światła gwiazd zostaje całkowicie przyćmiona przez planetę (powodując ogólne przyciemnienie), a część jest transmitowana przez atmosferę planety. Ponieważ różne gazy pochłaniają różne kombinacje kolorów, naukowcy mogą analizować niewielkie różnice w jasności transmitowanego światła w różnych długościach fal, aby dokładnie określić, z czego zbudowana jest atmosfera. Dzięki połączeniu nadmuchanej atmosfery i częstych tranzytów WASP-39 b jest idealnym celem do spektroskopii transmisyjnej .

Zespół badawczy wykorzystał spektrograf bliskiej podczerwieni Webba (NIRSpec) do obserwacji WASP-39b. W powstałym widmie atmosfery egzoplanety, niewielkie wzgórze o wielkości od 4,1 do 4,6 mikrona stanowi pierwszy wyraźny, szczegółowy dowód na istnienie dwutlenku węgla, jaki kiedykolwiek wykryto na planecie poza Układem Słonecznym.

Gdy tylko dane pojawiły się na moim ekranie, chwycił mnie potężny dwutlenek węgla. To był wyjątkowy moment, przekroczenie ważnego progu w naukach o egzoplanetach. powiedział Zafar Rustamkulov, absolwent Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa i członek zespołu naukowego JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science, który podjął się tego badania.

Żadne obserwatorium nigdy wcześniej nie zmierzyło tak subtelnych różnic w jasności tak wielu pojedynczych kolorów w zakresie od 3 do 5,5 mikrona w widmie transmisyjnym egzoplanety. Dostęp do tej części widma ma kluczowe znaczenie dla pomiaru obfitości gazów, takich jak woda i metan, a także dwutlenku węgla, które, jak się uważa, występują w wielu różnych typach egzoplanet.

Wykrycie tak wyraźnego sygnału dwutlenku węgla na WASP-39 b dobrze wróży wykrywaniu atmosfer na mniejszych planetach o rozmiarach ziemskich.powiedziała Natalie Batalha z University of California w Santa Cruz, która kieruje zespołem.

Zrozumienie składu atmosfery planety jest ważne, ponieważ mówi nam coś o pochodzeniu planety i o tym, jak ewoluowała.

Cząsteczki dwutlenku węgla są czułymi znacznikami historii formowania się planet. Mierząc tę ​​cechę dwutlenku węgla, możemy określić, ile ciał stałych w porównaniu z ilością gazowego materiału zużyto do utworzenia tej gazowej gigantycznej planety. W nadchodzącej dekadzie JWST dokona tego pomiaru dla różnych planet, zapewniając wgląd w szczegóły formowania się planet i wyjątkowość naszego Układu Słonecznego. powiedział Mike Line z Arizona State University, inny członek tego zespołu badawczego.

Najmłodsza egzoplaneta, jaką kiedykolwiek widziano?

Zgodnie z najpowszechniej akceptowaną przez astronomów teorią, układy planetarne zaczynają się jako masywne obłoki gazu i pyłu (tzw. mgławica), które ulegają zapadnięciu grawitacyjnemu w centrum, tworząc nowe gwiazdy. Pozostała materia w układzie tworzy wokół gwiazdy „dysk okołoplanetarny”, który stopniowo gromadzi się, tworząc młode planety. Badanie dysków w najwcześniejszych stadiach formowania się planet może pomóc w uzyskaniu odpowiedzi na trudne pytania dotyczące powstania Układu Słonecznego ponad 4,5 miliarda lat temu.

Badanie tych dysków wymaga obserwatoriów zdolnych do przechwytywania światła w dalekiej podczerwieni części widma – dokładnie do tego, do czego zbudowano Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Badając młodą gwiazdę (AS 209) znajdującą się około 395 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Wężownika, zespół naukowców zaobserwował dysk okołoplanetarny, który wydawał się zawierać w sobie planetę o masie Jowisza. Może to stanowić najmłodszą egzoplanetę, jaką kiedykolwiek wykryto, a jej ciągłe badania mogą dostarczyć astronomom skarbnicy danych.

W skład zespołu weszli astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Massachusetts Institute of Technology (MIT), National Radio Astronomy Observatory (NRAO), National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), Instytutu Maxa Plancka astronomii (MPIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chińską Akademię Nauk oraz uniwersytety i instytuty badawcze z USA, Wielkiej Brytanii, Francji, Niemiec, Włoch, Holandii, Chile, Japonii i Chin. Artykuł opisujący ich odkrycia został niedawno opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.

Zespół badawczy obserwował ten system jako część Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (ALMA MAPS), współpracy naukowej, która spędziła ostatnie pięć lat na badaniu karła typu K (pomarańczowego) znanego jako AS 209. Ten system był dla nich szczególnie interesujący ze względu na swój dysk, który składa się z siedmiu zagnieżdżonych pierścieni (jeden w drugim). Zgodnie z Hipotezą Mgławicy uważa się, że pierścienie te są związane z trwającym formowaniem się planet, gdzie poszczególne pierścienie działają jak „pasma zasilające”, które ostatecznie łączą się, tworząc planetę. Uważa się, że miejsce formowania się tych planet w stosunku do swojej gwiazdy macierzystej ma bezpośredni wpływ na ich skład, przy czym planety skaliste znajdują się bliżej gwiazdy, podczas gdy gazowe i lodowe olbrzymy znajdują się dalej. Jednak ostatnie badania egzoplanet podważyły ​​te teorie, pokazując, że planety mogą powstawać w jednym miejscu i migrować do drugiego. Ten aspekt AS 209 uczynił go szczególnie fascynującym przedmiotem badań, głównie ze względu na odległość kandydatki na egzoplanetę od jej gwiazdy oraz wiek gwiazdy macierzystej.

W przypadku tego pierwszego, planeta o masie Jowisza krąży wokół swojej gwiazdy w odległości ponad 200 jednostek astronomicznych (AU) lub 2,992 miliarda km. Dla porównania Jowisz okrąża Słońce w odległości około 5,2 AU – 742 mln km. Jest to niezgodne z obecnie akceptowanymi teoriami powstawania planet. W tym drugim przypadku gwiazda macierzysta ma zaledwie 1,6 miliona lat, co oznacza, że ​​ta potencjalna egzoplaneta może być najmłodszą obserwowaną planetą.

Jednym z głównych celów naukowych JWST jest badanie pierścieni gruzu wokół młodych gwiazd i innych obiektów, które są trudne do zaobserwowania ze względu na obłoki pyłu i gazu. Obecność tych chmur przesłania światło w widzialnej długości fali, co utrudnia badanie obiektów znajdujących się w nich i poza nimi za pomocą teleskopów optycznych. Ale dzięki zaawansowanemu zestawowi instrumentów na podczerwień, ALMA i JWST mogą wizualizować szczątkowe pierścienie i obiekty w gęstych obłokach ze względu na światło, które promieniują w podczerwieni.

W szczególności instrument Webba pozwala mu na obserwację kosmosu w bliskiej i średniej podczerwieni, co powinno dostarczyć ogromnego wglądu w AS 209 i inne młode układy gwiezdne, które wciąż mają dyski okołoplanetarne. Co więcej, te wyniki i przyszłe badania mogą dostarczyć dalszych dowodów na istnienie dysków okołoplanetarnych wokół egzoplanet. Chociaż astronomowie od dawna to podejrzewali, nie byli w stanie tego udowodnić do 2019 r., kiedy ALMA dokonała pierwszego w historii wykrycia wokółplanetarnego dysku formującego księżyc .

Nowe obserwacje gazu na dysku okołoplanetarnym w AS 209 mogą powiedzieć astronomom więcej o tym, jak powstają atmosfery planet i układy księżyców. Odkrycia te pomogą w przyszłych badaniach gazowych gigantów (zwłaszcza Jowisza) oraz tego, jak ich lodowe księżyce formowały się we wczesnym Układzie Słonecznym.

info: ALMA

Ta planeta ma pierścienie 200 razy większe niż Saturn

Odkryta w 2015 roku J1407b może pochwalić się największym układem pierścieni, jaki kiedykolwiek widzieliśmy – około 200 razy większym niż Saturn. Planeta, przy której się znajduje, jest równie ogromna: nie wiemy dokładnie, czy jest to gazowy olbrzym, czy brązowy karzeł. Do tej pory określano go jako ciało gwiezdne typu super-Jowisz.

Aby ułatwić wyobrażenie o tym, jak bardzo masywny i duży jest ten system pierścieni, gdyby Saturn miał takie same pierścienie, miałyby one wielokrotnie większą średnicę niż Księżyc na nocnym niebie. Nie chodzi tylko o to, że można go łatwo zobaczyć gołym okiem – zdominowałoby to widok. Ogólnie rzecz biorąc, egzoplaneta może pochwalić się około 30 różnymi warstwami pierścieni.

Być może rozmiar jej pierścieni też pomógł, ponieważ J1407b był pierwszym potwierdzonym przypadkiem egzoplanety z układem pierścieni. Jak dotąd jest to również jedyna egzoplaneta z pierścieniami, którą zauważyliśmy. Jednak z kosmologicznego punktu widzenia takie bujne systemy pierścieni nie trwają długo. Naukowcy spodziewają się, że będą one stopniowo stawać się coraz cieńsze i znikać w ciągu następnych kilku milionów lat. W porównaniu z planetami w naszym Układzie Słonecznym, J1407b jest również bardzo młoda, ma zaledwie około 16 milionów lat. Słońce i Ziemia mają 4,5 miliarda lat.

Więc może to być tylko młodzieńcza energia, która umożliwia tworzenie dużych systemów pierścieniowych. W tej chwili po prostu nie znamy dokładnej odpowiedzi na taką ewolucyjną zagadkę. Metody, których używamy do wykrywania egzoplanet (planet poza naszym Układem Słonecznym) wcale nie są zbyt dobre w wykrywaniu układów pierścieni — mogą to zrobić, ale jest w tym dużo szczęścia i przypadkowości.

Na razie nasza najlepsza wiedza na temat systemów pierścieni planetarnych pochodzi z sąsiednich planet. Mogą istnieć większe pierścienie niż te, które chwali się J1407b, ale dopóki nie uzyskamy lepszego widoku w głęboką przestrzeń – lub, jeszcze lepiej, dotrzemy tam – prawdopodobnie pozostaną nieodkryte.

info:theacademy

NASA potwierdza odkrycie już ponad 5000 planet pozasłonecznych

Jak podała NASA potwierdzono już ponad 5000 egzoplanet, czyli planet krążących wokół innych niż Słońce gwiazd. Dokładnie 21 marca, kiedy do bazy dodano 65 egzoplanet, liczba tych obiektów przekroczyła właśnie 5000 obiektów.

Odkryte egzoplanety, są bardzo różne jak różny jest Wszechświat i Układ Słoneczny, są małe, skaliste planety, takie jak Ziemia, gazowe olbrzymy wielokrotnie większe od Jowisza. Ich orbity są ciasno ustawione dookoła ich gwiazd macierzystych lub krążą w dużo większych odległościach niż najdalsze planety naszego układu planetarnego. Oczywiście największe zainteresowanie wzbudzają obiekty położone w ekostrefach. Istnieją też superziemie, które są skalistymi planetami, ale większymi od Ziemi. Są też światy obiegające jednocześnie dwie gwiazdy czy planety krążące wokół martwych już gwiazd.

Jeśli nam udało się znaleźć planety krążące wokół gwiazdy neutronowej, to planety muszą być praktycznie wszędzie. Proces produkcji planet musi być bardzo solidny.powiedział prof. Wolszczan, odkrywca pierwszych egzoplanet.

Odkrycie 5000 egzoplanet zajęło astronomom około 30 lat, choć obecnie tych odkryć przybywa więcej niż w pierwszych latach po pionierskim odkryciu Aleksandra Wolszcana.

Odkryto nową planetę wokół najbliższej Słońcu gwiazdy

Zespół astronomów wykorzystał Bardzo Duży Teleskop (VLT) w Chile, należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), do znalezienia dowodu na istnienie kolejnej planety krążącej wokół Proximy Centauri, najbliższej gwiazdy względem Układu Słonecznego. Kandydatka na planetę jest trzecią wykrytą w tym systemie. Ma zaledwie ćwierć masy Ziemi i jest najmniej masywną z krążących wokół tej gwiazdy, a także jedną z najmniej masywnych egzoplanet dotąd odkrytych.

Odkrycie pokazuje, że nasza najbliższa gwiezdna sąsiadka wydaje się mieć sporo ciekawych nowych światów, będących w zasięgu przyszłych badań i eksploracji. Proxima Centauri to najbliższa gwiazda względem Słońca, znajdująca się nieco ponad cztery lata świetlne od nas.wyjaśnia João Faria, naukowiec z Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Portugalia), pierwszy autor badań opublikowanych dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.

Nowo odkryta planeta, nazwana Proxima d, krąży wokół Proximy Centauri w odległości około czterech milionów kilometrów, czyli mniej niż jedna dziesiąta dystansu Merkurego od Słońca. Jej orbita przebiega pomiędzy gwiazdą, a strefą nadającą się do zamieszkania – obszarem wokół gwiazdy, którym na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym. Planeta potrzebuje zaledwie pięciu dni na ukończenie jednej orbity wokół Proximy Centauri.

Do tej pory było wiadomo, że gwiazda posiada dwie inne planety. Są to: Proxima b – planeta o masie porównywalnej z Ziemią, obiegająca gwiazdę co 11 dni i znajdująca się w strefie nadającej się do zamieszkania oraz przypuszczalnie Proxima c – która znajduje się na długiej pięcioletniej orbicie wokół gwiazdy.

Proxima b została odkryta pięć lat temu przy pomocy instrumentu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie ESO. Odkrycie zostało potwierdzone w 2020 roku, gdy naukowcy obserwowali system Proxima przy pomocy nowego instrumentu na teleskopie VLT, który ma większą precyzję – Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO). Podczas tych nowszych obserwacji VLT astronomowie dostrzegli pierwsze wskazówki sygnału odpowiadającego obiektowi o pięciodniowej orbicie. Ponieważ sygnał był niezwykle słaby, zespół musiał przeprowadzić dodatkowe obserwacje przy pomocy ESPRESSO, aby potwierdzić, że jego źródłem jest planeta i że nie jest to po prostu efekt zmian zachodzących w samej gwieździe.

Po uzyskaniu nowych obserwacji byliśmy w stanie potwierdzić sygnał jako nową kandydatkę na planetę. Byłem bardzo podekscytowany wyzwaniem wykrycia tak małego sygnału i odkryciem w ten sposób egzoplanety tak blisko Ziemi.mówi Faria.

Z zaledwię jedną czwartą masy Ziemi, Proxima d jest najmniej masywną egzoplanetą zmierzoną jak dotąd techniką prędkości radialnych, wyprzedzając planetę niedawno odkrytą w systemie planetarnym L 98-59. Technika działa na zasadzie wyszukiwania niewielkiego chybotania w ruchu gwiazdy spowodowanego przez przyciąganie grawitacyjne planety. Efekt od grawitacji Proximy d jest tak mały, że powoduje ruch Proximy Centauri do przodu i do tyłu na poziomie około 40 centymetrów na sekundę (1,44 km/h).

To osiągnięcie jest niesamowicie ważne. Pokazuje, że technika prędkości radialnych ma potencjał wykrycia populacji niezbyt masywnych planet, takich jak nasza własna, co do których sądzimy, że powinny być najpowszechniejsze w naszej galaktyce i które mogą potencjalnie posiadać życie w formie takiej, jakiej znamy na Ziemi. mówi Pedro Figueira, naukowiec zajmujący się instrumentem ESPRESSO w ESO w Chile.

Uzyskany wynik wyraźnie pokazuje możliwości ESPRESSO i zastanawiam się co będzie w stanie wykryć w przyszłości.dodaje Faria.

Poszukiwania innych światów przez ESPRESSO będą uzupełnione Ekstremalnie Wielkim Teleskopem (ELT), obecnie budowanym przez ESO na pustyni Atakama. Będzie to kluczowe dla odkrycia i zbadania wielu więcej planet wokół pobliskich gwiazd.

informacja: ESO

Zobaczyliśmy pierwszy bezpośredni obraz innego “Układu Słonecznego”

Nieco ponad 300 lat świetlnych od nas znajduje się gwiazda, która bardzo przypomina bardzo młodą wersję naszego Słońca, z krążącymi wokół niej wieloma egzoplanetami. To ciekawe znalezisko samo w sobie. Ale to, co czyni ten system naprawdę olśniewającym, to fakt, że właśnie stał się pierwszym tego rodzaju, który został bezpośrednio zobrazowany, planety i wszystko inne.

W nocy 16 lutego 2020 roku astronomowie korzystający z Very Large Telescope (VLT) w Chile byli w stanie wykonać bezpośrednie obserwacje dwóch ogromnych egzoplanet na niezwykle dużych orbitach wokół gwiazdy o nazwie TYC 8998-760-1.

Bezpośrednie obrazowanie egzoplanet jest bardzo trudne. Obiekty są bardzo słabe w porównaniu z ich gwiazdami centralnymi i są bardzo daleko od nas. Większość z ponad 4000 potwierdzonych do tej pory egzoplanet została wykryta jedynie za pomocą środków pośrednich – takich jak słabe, regularne spadki jasności gwiazd, gdy egzoplaneta przechodzi przed nią lub lekkie odchylenia pozycji gwiazdy z powodu grawitacji egzoplanety.

Ponieważ sygnały te są łatwiejsze do wykrycia, gdy planeta jest bardzo duża i bardzo blisko gwiazdy, większość potwierdzonych egzoplanet jest dużych i znajduje się na bliskich orbitach. Jednak egzoplanety znajdujące się na bardzo bliskich orbitach są trudne do bezpośredniego zobrazowania, ponieważ zazwyczaj są one znacznie przyćmione przez swoje gwiazdy macierzyste a planety krążące na odległych orbitach w starszych systemach są zbyt chłodne, aby można je było wykryć w podczerwieni.

Do tej pory bezpośrednio sfotografowano tylko kilkadziesiąt egzoplanet i tylko dwa inne układy wieloplanetarne – oba wokół gwiazd bardzo różniących się od Słońca.

Jednak w zeszłym roku, korzystając z bezpośredniego obrazowania, zespół astronomów kierowany przez Alexandra Bohna z Leiden University w Holandii odkrył niezwykłą planetę krążącą wokół TYC 8998-760-1. Był to gazowy olbrzym o masie około 14 mas Jowisza, krążący wokół gwiazdy w odległości około 160 jednostek astronomicznych. Aby porównać to do naszego Układu Słonecznego, Pluton okrąża Słońce w średniej odległości 39 jednostek astronomicznych.

Dlatego Bohn i jego koledzy postanowili przyjrzeć się bliżej, używając instrumentu SPHERE do obrazowania egzoplanet na teleskopie VLT. W ciągu ostatniego roku wykonali kilka obserwacji i dodali je do danych z 2017 roku.

Kiedy wszystkie dane zostały zebrane razem, byli zaskoczeni. Jasna egzoplaneta, którą spodziewali się zobaczyć, TYC 8998-760-1b była dokładnie widziana ale w znacznie większej odległości 320 jednostek astronomicznych astronomowie znaleźli kolejną jasną kropkę. Dokładna analiza i porównanie zdjęć wykonanych w różnym czasie ujawniły, że nie była to gwiazda ani usterka, ale druga, mniejsza egzoplaneta o masie około sześciu razy większej niż masa Jowisza. Został nazwany TYC 8998-760-1c.

Takie obrazy to nie tylko wspaniałe osiągnięcia nauki i techniki, mogą również pomóc nam lepiej zrozumieć układy planetarne. Po pierwsze, TYC 8998-760-1 jest młodym układem, ma zaledwie 16,7 miliona lat. Badanie egzoplanet krążących wokół młodych gwiazd podobnych do Słońca może dać nam cenny wgląd w powstawanie układów planetarnych takich jak nasz.

Po drugie, bezpośrednie obrazy egzoplanet mogą nam pomóc w poszukiwaniu możliwości zamieszkania. Szczegółowe obrazy spektroskopowe – rozkładające widmo światła odbitego od egzoplanety – mogą ujawnić obecność atmosfery, a nawet skład tej atmosfery. Fotometria, czyli badanie jasności i zmienności egzoplanet, może ujawnić informacje o zachmurzeniu i obfitości.

Nie jesteśmy jeszcze na tym etapie, ale przyszłe instrumenty, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i naziemny Ekstremalnie Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego, powinny być wystarczająco czułe, aby zacząć dokonywać takich detekcji. I może nawet uda im się znaleźć w tym układzie mniejsze, bliższe planety, które SPHERE mógł przeoczyć.

Egzoplaneta w kształcie piłki do rugby zaskakuje astronomów

Zazwyczaj planety są okrągłe. Chociaż wiele z nich jest lekko zgniecionych na biegunach (tak jak Ziemia), wszystkie planety w naszym Układzie Słonecznym są w zasadzie kulami. To samo dotyczy wielu dotychczas znalezionych egzoplanet. Ale 11 stycznia 2022 roku astronomowie ogłosili, że znaleźli jeden gigantyczny świat, który wymyka się normie i wygląda jak… piłka do rugby.

Międzynarodowy zespół naukowców zbadał planetę o dziwnym kształcie za pomocą teleskopu kosmicznego CHEOPS. Astronomowie opublikowali swoje zrecenzowane odkrycia w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics 11 stycznia.

Planeta WASP-103b jest olbrzymem prawie dwukrotnie większym od Jowisza. Gwiazda, którą okrąża, znajduje się w konstelacji Herkulesa. Planeta ma masę 1,5 masy Jowisza i krąży wokół swojej gwiazdy około 50 razy bliżej niż Ziemia okrąża nasze Słońce. Pokonuje orbitę tylko w jeden dzień! Oznacza to, że jest to rodzaj planety zwany gorącym Jowiszem. Oznacza to, że jest to gigantyczna planeta gazowa, która krąży blisko swojej gwiazdy. I okazuje się, że ma kształt piłki do rugby. Znajduje się 1225 lat świetlnych od Ziemi i po raz pierwszy została dostrzeżona w 2014 roku.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a i Kosmiczny Teleskop Spitzera również przyglądały się WASP-103b. Teraz, dzięki dodatkowym obserwacjom z CHEOPS, astronomowie byli w stanie zmierzyć deformację pływową planety. Siły pływowe rozciągają planetę, podobnie jak księżyc Ziemię, który ciągnie oceany naszego świata, powodując pływy. W przypadku WASP-103b siły te były podejrzewane, ale nie potwierdzone. Współautor Yann Alibert w oświadczeniu powiedział:

Ze względu na dużą odległość od gwiazdy podejrzewaliśmy, że na planecie powstają bardzo duże pływy. Ale nie byliśmy jeszcze w stanie tego zweryfikować.

Te silne siły pływowe powodują, że planeta “rozciąga się” pośrodku, czyniąc ją bardziej podłużną niż okrągłą.

Naukowcy zmierzyli niewielką, ale zauważalną deformację pływową planety. Zrobili to, obserwując tranzyty planety, gdy przechodziła przed swoją gwiazdą widzianą z Ziemi.

Nowe obserwacje dostarczają naukowcom wiele danych o kształcie planety. Dostarczają również wskazówek dotyczących wnętrza tego świata. Jak to możliwe? Zasadniczo naukowcy byli w stanie wyprowadzić parametr znany jako “liczba Love’a” z krzywych światła przejścia. Ten parametr został nazwany na cześć brytyjskiego matematyka Augustusa Edwarda Hougha Love. Dostarcza informacji o tym, jak masa jest rozłożona na planecie. W konsekwencji może to również dawać wskazówki dotyczące wewnętrznej struktury planety.

informacja: earthsky.org

Rigil Kentaurus czyli Alfa Centauri gwiazda wielokrotna w gwiazdozbiorze Centaura

Alfa Centauri (α Cen) – gwiazda wielokrotna w gwiazdozbiorze Centaura, trzecia pod względem jasności gwiazda widoczna na nocnym niebie. Układ Alfa Centauri zawiera gwiazdy położone najbliżej Ziemi, nie licząc Słońca, a także najbliższą planetę pozasłoneczną; możliwe jest też istnienie innych planet w tym układzie.

Dwa najjaśniejsze składniki tworzące układ Alfa Centauri, dla obserwatora patrzącego okiem nieuzbrojonym wyglądają jak jedna, bardzo jasna gwiazda. Historycznie przypisywano jej różne nazwy, stosowane obok oznaczenia Bayera. Nazwa Rigil Kentaurus jest zlatynizowaną formą arabskiego określenia, Rijl Qanṭūris, co oznacza „stopa centaura”, przy czym słowo „centaur” Arabowie zapożyczyli od starożytnych Greków.
Międzynarodowa Unia Astronomiczna w 2016 roku formalnie zatwierdziła użycie nazw Rigil Kentaurus dla określenia Alfa Centauri A oraz Proxima Centauri dla składnika Alfa Centauri C. W 2018 roku nazwę Toliman przypisano gwieździe Alfa Centauri B.

Układ Alfa Centauri tworzą trzy gwiazdy: dwie jasne gwiazdy ciągu głównego, Alfa Centauri A i Alfa Centauri B, tworzące ciasny układ podwójny oraz okrążający je po dalekiej orbicie czerwony karzeł o nazwie Proxima Centauri, czasem oznaczany Alfa Centauri C, który może być powiązany grawitacyjnie z dwoma pozostałymi.
Do układu Alfa Centauri zaliczana jest też oddalona od większych składników Proxima Centauri (krąży w odległości ok. 13 000 au, czyli ok. 0,205 roku świetlnego). Znajduje się ona aktualnie najbliżej Słońca spośród trzech składników (i tym samym spośród wszystkich gwiazd), czemu zawdzięcza swą nazwę; jest odległa o 4,22 roku świetlnego.

Dwa główne składniki układu leżą zbyt blisko siebie, by można je było rozróżnić gołym okiem, gdyż ich odległość kątowa waha się od 2 do 22 sekund kątowych, jednak przez większość okresu ich obiegu można je rozróżnić przy pomocy lornetki bądź małego (5 cm) teleskopu.

Rigil Kentaurus jest najbliższą nam gwiazdą ciągu głównego, a towarzysząca jej Proxima Centauri jest gwiazdą najbliższym znanym nam układem planetarnym.