Kids

eso1414ru — Научный релиз

Выберите язык:

Первое измерение продолжительности суток на экзопланете

С телескопом VLT измерен период вращения планеты Beta Pictoris b

30 апреля 2014 г.

Наблюдения на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) позволили впервые определить скорость осевого вращения экзопланеты. Оказалось, что на планете Beta Pictoris b день длится всего восемь часов. Получается, эта планета вращается гораздо быстрее чем любая из планет Солнечной системы — точка на ее экваторе движется со скоростью почти 100 000 километров в час. Новый результат позволяет распространить на экзопланеты соотношение между массой и скоростью вращения, определенное для планет Солнечной системы. В будущем, когда войдет в строй Европейский Сверхкрупный телескоп E-ELT, подобные методы позволят астрономам составлять подробные карты экзопланет.

Экзопланета Бета Живописца b (Beta Pictoris b) обращается вокруг звезды Beta Pictoris [1][2]. Эта звезда видна невооруженным глазом и находится примерно на расстоянии 63 световых лет от Земли в южном созвездии Живописца (Pictor). Планета была открыта почти шесть лет назад и стала одной из первых экзопланет, для которых получены прямые изображения. Она обращается вокруг своей материнской звезды на расстоянии, всего в восемь раз превышающем расстояние от Земли до Солнца (eso1024). Таким образом, из всех экзопланет, для которых удалось получить прямые изображения, она ближе всех к своей родительской звезде [3].

Используя приемник CRIRES и телескоп VLT, группа голландских астрономов из Лейденского университета и Нидерландского Института космических исследований (SRON) впервые измерила скорость экваториального вращения экзопланеты. Оказалось, что у Беты Живописца эта скорость составляет почти 100 000 километров в час. Для сравнения, скорость точки на экваторе Юпитера примерно 47 000 километров в час [4], а у Земли она равна всего 1700 км/ч [5]. Beta Pictoris b более, чем в 16 раз больше по размерам и в 3000 раз тяжелее Земли, но день на этой планете продолжается всего 8 земных часов.

Неизвестно, отчего некоторые планеты вращаются быстро, а другие медленно”, -- говорит соавтор работы Ремко де Кок (Remco de Kok), “но наше первое измерение скорости вращения экзопланеты показывает, что тенденция, замеченная в Солнечной системе, где более массивные планеты вращаются быстрее, сохраняется и у экзопланет. Эта закономерность, по всей вероятности, отражает некоторую универсальную особенность процесса формирования планет”.

Beta Pictoris b -- очень молодая планета, ей всего около 20 миллионов лет (нашей Земле уже 4.5 миллиарда!) [6]. Предполагается, что с течением времени экзопланета будет охлаждаться и сжиматься, из-за чего ее вращение еще убыстрится [7]. С другой стороны, на вращение планет могут влиять и другие процессы – например, sвращение Земли замедляется с течением времени вследствие приливных взаимодействий с Луной.

Астрономы используют прецизионные методы спектроскопии высокого разрешения, чтобы расщепить свет на составляющие его цвета, соответствующие различным длинам волн светового спектра. Явление, называемое эффектом Допплера (или допплеровским смещением) позволило исследователям по измерению смещений длин волн определенных линий спектра установить, что различные части планеты движутся с различными скоростями и в противоположных направлениях относительно наблюдателя. Исключительно тщательно устранив влияние гораздо более яркой родительской звезды, ученые смогли выделить ту часть сигнала, которая была связана с вращением планеты.

Мы измерили длины волн излучения, исходящего от планеты, с точностью до одной стотысячной доли, и в результате наши измерения смогли «почувствовать» допплеровские сдвиги, связанные с вращением планеты”, -- говорит ведущий автор работы Игнас Снеллен (Ignas Snellen). “С помощью этого метода мы обнаружили, что различные части поверхности планеты движутся к нам или от нас с различными скоростями, что может объясняться только осевым вращением планеты“.

Этот метод тесно связан с техникой так называемой допплерографии, или построения допплеровских изображений, которая уже несколько десятилетий используется для картографирования поверхностей звезд. В частности, недавно этим методом была построена карта поверхности коричневого карлика [8] Luhman 16B (eso1404). Регистрация быстрого вращения Беты Живописца b дает возможность предполагать, что в будущем мы сможем строить настоящие глобальные карты таких планет, отмечая на них даже облачные структуры и крупномасштабные бури.

С рекордным разрешением и чувствительностью телескопа E-ELT и изображающего спектрографа высокой дисперсии эта методика может применяться к гораздо большей выборке экзопланет. С запланированным для E-ELT приемником METIS (Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph) мы сможем создавать карты даже для планет гораздо меньших размеров, чем Beta Pictoris b”, -- говорит научный руководитель проекта METIS и соавтор новой работы Бернгард Брандль (Bernhard Brandl).

Примечания

[1] У звезды Бета Живописца (Beta Pictoris) много других имен, например HD 39060, SAO 234134 и HIP 27321.

[2] Beta Pictoris – один из самых известных примеров звезды, окруженной каменно-пылевым диском (debris disc). Сейчас известно, что этот диск простирается на расстояние около 1000 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца). О более ранних наблюдениях планеты Beta Pictoris сообщалось в eso0842eso1024 и eso1408.

[3] Наблюдения были выполнены с применением методов адаптивной оптики, компенсирующих влияние турбулентности земной атмосферы на астрономические изображения. Атмосфера искажает изображения звезд даже при самых лучших на земном шаре условиях для астрономических наблюдений. С помощью адаптивно-оптических методов астрономы могут добиваться сверхчетких изображений, почти такого же качества, как те, что могли бы быть получены из космоса.

[4] Так как у Юпитера нет твердой поверхности, по которой можно было бы определять скорость вращения планеты, измерена скорость вращения экваториальной части его атмосферы: 47 000 км/час.

[5] Скорость вращения Земли на экваторе: 1674.4 км/час.

[6] Из более ранних наблюдений получалось, что система моложе.

[7] Это следствие закона сохранения углового момента: тот же эффект заставляет фигуристку вращаться быстрее, если она прижимает руки к телу.

[8] Коричневые карлики часто называют «недозвездами» -- в отличие от таких звезд, как Солнце, они так и не смогли разогреться достаточно сильно для того, чтобы в их недрах начались реакции термоядерного синтеза.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Fast spin of a young extrasolar planet”, I. Snellen et al.; статья появится в выпуске журнала Nature от 1 мая 2014 г.

Состав группы исследователей: Ignas A. G. Snellen (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), Bernhard Brandl (Leiden Observatory), Remco J. de Kok (Leiden Observatory, SRON Netherlands Institute for Space Research, Utrecht, the Netherlands), Matteo Brogi (Leiden Observatory), Jayne Birkby (Leiden Observatory) и Henriette Schwarz (Leiden Observatory).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – крупнейшем из существующих астрономических проектов. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

 

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Ignas Snellen
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Телефон: +31 71 52 75 838
Сотовый: +31 63 00 31 983
Email: snellen@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1414.
Bookmark and Share

О релизе

Релиз №:eso1414ru
Название:Beta Pictoris
Тип:• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope

Изображения

Планета Beta Pictoris b в представлении художника
Планета Beta Pictoris b в представлении художника
Универсальная связь между массой и скоростью осевого вращения планет
Универсальная связь между массой и скоростью осевого вращения планет
Map of the sky around Beta Pictoris
Map of the sky around Beta Pictoris
только на английском
Around Beta Pictoris
Around Beta Pictoris
только на английском

Видео

Zooming in on Beta Pictoris
Zooming in on Beta Pictoris
только на английском

Также смотрите наши