Из этих почти 2 000 экзопланет, обнаруженных до настоящего времени, только приблизительно 10 были замечены непосредственно, потому что они так слабы по сравнению с яркими звездами, вокруг которых они вращаются. Теперь, инструмент, разработанный для прямого отображения, нашел свою первую новую экзопланету: подобный Юпитеру мир 100 световых лет далеко в совокупности Eridanus.
Это – самая слабая и наименее крупная экзопланета, непосредственно изображенная до сих пор, и первое для показа атмосферы, богатой в метане, подобном гигантским планетам в нашей собственной солнечной системе. “Этот спектр действительно похож на планету”, говорит Брюс Макинтош, физик в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния и научном руководителе Блока формирования изображений планеты Близнецов (GPI), сделавшего открытие.Планета, известная как 51 Eri b, довольно молода — только приблизительно 20 миллионов лет. Это – примерно дважды масса Юпитера и орбиты более двух раз как далекие от ее звезды, чем Юпитер делает от солнца, сообщает бригада онлайн сегодня в Науке.
Согласно Макинтошу, астрономы ожидали видеть убедительные доказательства для метана в спектрах гигантских подобных Юпитеру экзопланет, но до сих пор обнаружили только следы. Много других прямых изображенных планет имеют спектры больше как те из маленьких, холодных звезд, Макинтош говорит, тогда как 51 Eri b показывают мощные сигналы и для водяного пара и для метана. “Начиная с атмосферы 51 Eri b является также богатым метаном, это показывает, что эта планета хорошо продвигается к становлению кузеном нашего собственного знакомого Юпитера», говорит член команды GPI Марк Марли, астрофизик в Научно-исследовательском центре Эймса НАСА в Маунтин-Вью, Калифорния. Макинтош соглашается. “Это – действительно большая часть вещи выхода Юпитера, когда-либо изображенной непосредственно”, говорит он.
Почти все экзопланеты, найденные до сих пор, показали себя косвенно, или заставив их родительские звезды колебаться назад и вперед с каждым колебанием их орбиты, или путем затемнения их, поскольку планеты проходят впереди. Те методы говорят астрономам о массе или размере планеты, но мало о том, на что он походит. Разделение собственного света планеты в спектр может показать что-то о химии его атмосферы. Но завоевание того света непосредственно походит на попытку определить светлячка близко к лучу прожектора.
Сегодняшние телескопы просто не имеют резолюции, чтобы сделать это, кроме нескольких случаев, в которых звезда тускла, и планета ярка и перемещается в широкую орбиту.51 Eri b являются первой ранее неизвестной планетой, найденной новым поколением инструментов, разработанных для увеличения числа прямых наблюдений. Это сложные коробки оптики, приложенной к некоторым самым большим наземным телескопам в мире. GPI фиксируется к 8-метровым Близнецам Южный телескоп на Cerro Pachon Чили, тогда как его конкурирующее Spectro-поляриметрическое Высококонтрастное Исследование Экзопланеты использует Очень Большой Телескоп европейской южной Обсерватории в Cerro Paranal в Чили.
Другие включают Проект 1640 на телескопе 200 дюймов Palomar в Калифорнии и Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics на 8-метровой Subaru Telescope Японии на Мауна-Кеа, Гавайи.Все эти инструменты используют coronagraph — маска для загораживания свет от родительской звезды — плюс сложная оптика для удаления рассеянного света, дифрагированного от края coronagraph. Они также используют чрезвычайную адаптивную оптику: зеркала, изменяющие форму быстро для компенсации в режиме реального времени за путь атмосфере Земли, искажают свет планеты.
Несмотря на изощренность, прямые остатки отображения, столь трудные, что астрономы будут в состоянии видеть только большие экзопланеты — размера Юпитера или больше — которые являются молодыми, все еще горячими, и пылающий с инфракрасным светом. Но такие планеты ценны исследователям, пытающимся выяснять, как планеты формируются из дисков развалин и газа, окружающего молодые звезды. Лучшие астрономы в качестве примера могут учиться, в данный момент планеты в нашей собственной солнечной системе, успокаивавшиеся в течение миллиардов лет.
Наблюдение молодых экзопланет в различных стадиях развития позволит исследователям проверить конкурирующие модели формирования планеты. 51 Eri b, который пылает приблизительно в 650 K, “являются точно видом системы, мы предположили обнаружение, когда мы проектировали GPI”, говорит координатор проекта GPI Джеймс Грэм из Калифорнийского университета, Беркли.
“Замечательно видеть, что GPI счел что-то интересным так скоро”, говорит планетарный ученый Сара Сиджер из Массачусетского технологического института в Кембридже, Массачусетс. “Надо надеяться, это будет началом длинной линии результатов прямого отображения”.