Kids

eso1435ru — Научный релиз

С телескопом VLTI обнаружен зодиакальный свет в системах других звезд

Прямое наблюдение внесолнечных планет земного типа может оказаться труднее, чем сейчас представляется

3 ноября 2014 г.

Использовав всю мощь Очень Большого Телескопа-Интерферометра (VLTI), международная группа астрономов зарегистрировала у девяти близлежащих звезд явление зодиакального света вблизи их зон обитания. Это свечение возникает вследствие отражения света звезд от пыли, образованной в окрестности этих звезд в результате столкновений астероидов и испарения комет. Присутствие такого большого количества пыли в ближней окрестности некоторых звезд может в будущем затруднить получение прямых изображений землеподобных планет, принадлежащих этим звездам.

Группа астрономов на телескопе VLTI (Very Large Telescope Interferometer) выполнила в ближней инфракрасной области спектра [1] наблюдения 92 близких к Солнцу звезд с целью выявить зодиакальный свет, исходящий от горячей пыли, которая расположена вблизи зон обитания этих звезд. Полученные данные были сопоставлены с более ранними наблюдениями [2]. У девяти звезд из этой выборки был обнаружен яркий зодиакальный свет, являющийся результатом либо слабого теплового свечения пылинок горячей экзо-зодиакальной пыли, либо отражения звездного света от этих пылинок. 

На Земле зодиакальный свет Солнечной системы можно видеть в местах с темным и прозрачным небом, после вечерних сумерек или перед рассветом, как слабое туманное белое сияние, простирающееся по небу от окрестностей Солнца. Оно тоже объясняется отражением солнечного света от мельчайших пылевых частиц. Естественно, зодиакальный свет доступен наблюдению не только с Земли, но и из любой точки Солнечной системы. 

Свечение, зарегистрированное в новой работе астрономов, является гораздо более трудно обнаружимой версией того же физического явления. Такой «экзо-зодиакальный» свет, то есть зодиакальный свет в системах других звезд, наблюдается не впервые, но данная работа – первое большое систематическое исследование этого явления у других звезд. 

В отличие от ранее проводившихся наблюдений, в этот раз исследовалась не та пыль, из которой впоследствии образуются планеты, а пыль, образованная при столкновениях малых планет поперечником в несколько километров. Эти тела называются планетезималями и напоминают астероиды и кометы Солнечной системы. Именно этому виду пыли обязан своим происхождением и зодиакальный свет в Солнечной системе.

Если мы захотим изучать эволюцию планет типа Земли вблизи зоны обитания, то нам придется наблюдать и зодиакальную пыль в окрестности их материнских звезд”, -- говорит Стив Эртель (Steve Ertel), ведущий автор статьи, сотрудник ESO и Гренобльского университета во Франции. “Обнаружение и исследование этого вида околозвездной пыли – это способ изучать строение и развитие планетных систем”.

Регистрация слабосветящейся пыли вблизи ослепительно сияющей центральной звезды требует наблюдений с высоким разрешением и контрастом. Пока что единственным методом, который позволяет проводить такие наблюдения, является интерферометрия в инфракрасных лучах. Интерферометрический подход основан на комбинировании световых пучков, собранных в один и тот же момент времени несколькими индивидуальными телескопами. 

Использовав всю оптическую мощь комплекса VLTI и реализовав предельную для этого инструмента точность и эффективность, астрономы сумели достичь примерно вдесятеро лучшего качества изображений, чем у других аналогичных телескопов и приемников, имеющихся в мире.

При наблюдениях каждой из отобранных звезд исследователи использовали 1.8-метровые Вспомогательные Телескопы, от которых собранный ими свет поступал в систему VLTI. В случаях присутствия вокруг звезды сильного зодиакального света, система позволяла полностью разрешить очертания протяженного пылевого диска и отделить его слабое свечение от доминирующего света звезды [3]

Анализируя свойства звезд, окруженных дисками зодиакальной пыли, ученые обнаружили, что такие диски регистрируются в основном у более старых звезд. Этот результат оказался крайне неожиданным; он ставит под вопрос многие аспекты нашего понимания структуры планетных систем. Во всех существующих моделях количество пыли, производимой столкновениями планетезималей, должно с течением времени уменьшаться, так как число планетезималей падает по мере их разрушения.

В наблюдавшейся выборке содержится также 14 звезд, у которых выявлены экзопланеты. Все они находятся в тех же областях своих систем, что и пыль, порождающая зодиакальный свет. Присутствие зодиакального света в системах с планетами может привести к трудностям при исследовании этих планет.

Излучение зодиакальной пыли, пусть и слабое, существенно осложняет получение прямых изображений землеподобных планет. Зодиакальный свет, зарегистрированный в настоящем исследовании, в 1000 раз ярче того, что наблюдается вокруг Солнца. По всей вероятности число звезд, в системах которых зодиакальный свет имеет такую же яркость, что и в Солнечной системе, гораздо больше, чем таких звезд, какие выявлены в проведенном обзоре. Поэтому выполненное исследование – только первый шаг к более подробному изучению «экзо-зодиакального» света.

Высокий процент обнаруженных звезд с ярким зодиакальным светом показывает, что должно существовать множество систем, где пыль светится менее ярко -- на уровне, на котором в наших наблюдениях ее зарегистрировать было нельзя, и все же гораздо ярче, чем в Солнечной системе, -- объясняет Оливье Абзиль (Olivier Absil), соавтор работы, из Льежского университета. “Присутствие пыли в столь большом числе систем может стать серьезным препятствием для будущих попыток получить прямые изображения планет типа Земли у других звезд”.

Примечания

[1] Исследовательская группа использовала гостевой приемник VLTI PIONIER, способный интерферометрически связать все четыре Вспомогательных телескопа или все четыре Базовых «юнита», входящие в комплекс VLT в обсерватории Паранал. Это позволило не только получить предельно высокое разрешение, но и большую эффективность наблюдений. 

[2] Более ранние наблюдения были выполнены с решеткой CHARA — оптическим астрономическим интерферометром, который эксплуатируется Центром высокого углового разрешения (Center for High Angular Resolution Astronomy -- CHARA) университета штата Джорджия, и с волоконно-оптическим устройством сведения световых пучков FLUOR.  

[3] В качестве побочного результата этих наблюдений у некоторых наиболее массивных звезд выборки были неожиданно открыты новые звездные компаньоны. "Это открытие подсказывает, что нам следует пересмотреть наши теперешние оценки реального количества двойных систем среди звезд этого типа", -- говорит Линдси Мэрион (Lindsay Marion), первый автор дополнительной статьи, посвященной этому результату.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “A near-infrared interferometric survey of debris-disc stars. IV. An unbiased sample of 92 southern stars observed in H-band with VLTI/PIONIER”, S. Ertel и др., которая появится в журнале Astronomy & Astrophysics. Дополнительная статья об открытии у звезд выборки звездных компаньонов называется "Searching for faint companions with VLTI/PIONIER. II. 92 main sequence stars from the Exozodi survey", L. Marion и др., и выходит в том же выпуске журнала.

Состав исследовательской группы: S. Ertel (Université Grenoble Alpes, France; ESO, Chile), O. Absil (University of Liège, Belgium), D. Defrère (University of Arizona, USA), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes), J.-C. Augereau (Université Grenoble Alpes), L. Marion (University of Liège), N. Blind (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany), A. Bonsor (University of Bristol, United Kingdom), G. Bryden (California Institute of Technology, Pasadena, USA), J. Lebreton (California Institute of Technology) и J. Milli (Université Grenoble Alpes)

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

Steve Ertel
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Email: sertel@eso.org

Lindsay Marion
University of Liège
Liège, Belgium
Телефон: +32 4 366 97 58
Сотовый: +32 472 347 742
Email: lindsay.marion@ulg.ac.be

Jean-Charles Augereau
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Grenoble, France
Телефон: +33 (0)4 76 51 47 86
Email: Jean-Charles.Augereau@obs.ujf-grenoble.fr

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1435.

О релизе

Релиз №:eso1435ru
Facility:Very Large Telescope,Very Large Telescope Interferometer
Science data:2014A&A...570A.128E

Изображения

Яркий экзо-зодиакальный свет: взгляд художника
Яркий экзо-зодиакальный свет: взгляд художника
Зодиакальный свет на Ла Силья
Зодиакальный свет на Ла Силья
Зодикальный свет на Паранале
Зодикальный свет на Паранале

Видео

Яркий экзо-зодиакальный свет: взгляд художника
Яркий экзо-зодиакальный свет: взгляд художника

Также смотрите наши