eso1435sr — Naučno saopštenje

VLTI detektovao svetlost van zodijačkog pojasa

Novi izazov za detekciju vansolarnih planeta sličnih Zemlji

3. novembar 2014.

Međunarodni tim astronoma je koristeći veoma moćan interferometar Veoma velikog teleskopa (VLTI) detektovao svetlost izvan zodijačkog pojasa blizu nastanjive zone u okolini devet bliskih zvezda. Ova svetlost predstavlja zvezdanu svestlost koja se reflektuje na česticama prašine, koje su nastale tokom sudara asteroida. Prisustvo ovako velike količine prašine u regionu koji se nalazi veoma blizu nekih zvezda može da predstavlja prepreku direktnom detektovanju planeta sličnih Zemlji u budućnosti.

Koristeći interferometar Veoma velikog teleskopa (VLTI) na infracrvenim talasnim dužinama svetlosti [1], tim astronoma je posmatrao 92 zvezde kao bi ispitao svetlost koja dolazi izvan zodijačkog pojasa, a potiče sa vrelih oblaka prašine koji se nalaze veoma blizu nastanjive zone zvezde i uporedili ih sa ranijim opservacijama [2]. Sjajna svetlsot van zodijačkog pojasa, nastala zračenjem usijanih čestica vrele prašine iz egzozodijačke oblasti, ili reflektovanjem zvezdane svetsloti na česticama prašine, uočena je u slučaju devet zvezda koje su posmatrane. 

Sa tamnih lokacija na Zemlji, sa vedrim nebom, zodijačka svetlost izgleda kao jedva primetni, rasuti sjaj tokom noći. Nastaje kada se sunčeva svetlost reflektuje na sićušnim česticama i izgleda kao da se proteže iz pravca Sunca. Ovu  svetlost je moguće videti i iz drugih delova Sunčevog sistema, a ne samo sa Zemlje. 

Sjaj koji je posmatran tokom ove studije je mnogo ekstremnija verzija istog fenomena. Iako je ova egzozodijačka svetlost – svetlost zodijaka ali oko drugih zvezdnih sistema – već bila detektovana prethodno, ovo je prva velika sistematična studija ovog fenomena oko bliskih zvezda.

Za razliku od ranijih opservacija, tim nije vršio posmatranje prašine od koje će se kasnije formirati planete, već prašinu nastalu tokom sudara malih planeta od nekoliko kilometara u prečniku – objekti koje nazivamo planetezimali, koji su slični asteroidima i kometama u Sunčevom sistemu. Prašina koja ima ovo poreklo je takođe izvor zodijačke svetlosti i u Sunčevom sistemu.

“Ako želimo da proučavamo evoluciju planeta poput Zemlje u blizini nastanjivih zona, neophodno je da posmatramo zodijačku svetlost u ovoj oblasti oko drugih zvezda,” rekao je Stiv Ertel, vodeći autor  rada, iz ESO-a i Univerziteta u Grenoblu u Francuskoj. “Detektovanjem i karakterizacijom ove vrste prašine oko drugih zvezda je način da proučavamo arhitekturu i evoluciju planetarnih sistema.”

Detektovanje jedva vidljive prašine u blizini blještave zvezde zahteva instrumente visoke rezolucije sa oštrim kontrastom. Interferometrija – kombinovanje svetlosti dobijene istovremeno sa različitih teleskopa – obavljena u oblasti infracrvene svetlosti je, za sada, jedina tehnika koja omogućava  da se jedan ovakav sistem otkrije i proučava.

Koristeći snagu interferometra VLTI i koristeći krajnje granice njegovih instrumenata, u smislu tačnosti i efikasnosti, tim je bio u mogućnosti da dostigne nivo performansi oko deset puta bolja nego u slučaju drugih raspoloživih instrumenata na svetu. 

Za svaku od zvezda tim je koristio Pomoćne teleskope prečnika 1,8 metara, kako bi upotpunio svetlost interferometra VLTI. Tamo gde je postojala izrazito naglašena egzozodijačka svetlost, tim je mogao da u potpunosti razluči produženi disk prašine i razdvoji ovaj slabašni sjaj od dominantne svetlosti zvezde [3].  

Analizirajući karateristike zvezda koje okružuje disk egzozodijčke prašine, tim je uočio da je naveći deo prašine detektovan oko starijih zvezda. Ovaj rezultat je predstavljao veliko iznenađenje i postavio pitanja koja se tiču našeg razumevanja planetarnih sistema. Poznati načini stvaranja prašine, prouzrokovani sudarima planetezimala bi trebalo da se polako gase tokom vremena, kako se broj planetezimala smanjuje u procesima sudara.

Uzorak posmatranih objekata takođe uključuje 14 zvezda za koje je bilo objavljeno detektovanje vansolarnih planeta. Sve ove planete se nalaze u istom regionu sistema, dok se prašina nalazi  u sistemima koje pokazuju prisustvo egzozodijačke svetlosti. Prisustvo egzozodijačke svetlosti u sistemima sa planetama može da stvori problem u slučaju astronomskih proučavanja vansolarnih planeta.

Egzozodijačka emisija prašine, čak i u malim količinama, u velikoj meri otežava detektovanje planeta nalik Zemlji diretktnim snimanjem. Egzozodijačka svetlost detektovana u ovom istraživanju je oko 1000 puta intenzivnija od zodijačke svetlosti koju možemo videti oko Sunca. Broj zvezda koje imaju isti nivo zodijačke svetlosti kao što je slučaj u Sunčevom sistemu je verovatno mnogo veći nego što je utvrđeno tokom ovog istraživanja. Ove opservacije su zato samo prvi korak ka detaljnijem izučavanju ovesvetlosti.

“Visoka stopa detekcije koja se dešava na ovako visokom nivou sjaja sugeriše da mora da postoji značajan broj sistema koji sarži jedva vidljivu prašinu, koju nije moguće videti u našem istraživanju, ali koja je i pored toga mnogo intenzivnije zrači nego zodijačka prašina u Sunčevom sistemu”, objašnjava Olivier Absil, koautor rada, sa Univerziteta u Liežu. “Prisustvo takve prašine u tolikom broju sistema može da predstavlja prepreku za buduća posmatranja koja će za cilj imati pronalaženje vansolarnih planeta sličnih Zemlji.”

Beleške

[1] Tim je koristio instrument PIONIER na interferometru VLTI, koji ima mogućnost da se interferometrijski poveže sa sva četiri pomoćna teleskopa ili sa sva četiri pPrimarna teleskopa na VLT-u na Paranalu. Ovo je dovelo ne samo do izuzetno visoke rezolucije, već je obezbedilo i veliku efikasnost posmatranja.

[2] Prethodne opservacije napraviio je niz CHARA — optički, astronomski interferometar (Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA)), teleskop u vlasništvu Univerziteta u Džordžiji, i uz pomoć njegovog instrumenta FLUOR.  

[3] Kao sporednim proizvod ovih opservacija, došlo je do neočekivanog otkrića zvezdanih pratioica koje kruže oko najmasivnijih zvezda iz posmatranog uzorka. "Ovi novi pratioci ukazuju na to da je neophodno da revidiramo naše sadašnje razumevanje ovih sistem ai koliko njih je zapravo dvostruki sistem," rekla je Lindsej Marion, vodeći autor rada koji je posvećen dodatnom istraživanju nastalom korišćenjem ovih podataka.

Više informacija

Ovo istraživanje prikazano je u radu pod imenom: “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 i saradnici i biće objavljeno u časopisu Astronomy & Astrophysics. Dodatno naučni rad o zvezdama pratiocima, nastao tokom ovog istraživanja biće objavljeno u istom časopisu pod imenom:"Searching for faint companions with VLTI/PIONIER. II. 92 main sequence stars from the Exozodi survey", L. Marion i saradnici.

Tim čine: 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), i J. Milli (Université Grenoble Alpes).

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 15 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. ESO trenutno radi na projektovanju i izgradnji Evropskog izuzetno velikog teleskopa, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

Kontakt

Ivana Horvat
Astronomsko društvo Novi Sad
Petrovaradin Mob.: +381 64 287 27 36
Email: eson-serbia@eso.org

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

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

Jean-Charles Augereau
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Grenoble, France
Tel.: +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
Tel.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1435.

O saopštenju

Saopštenje br.:eso1435sr
Naziv:Zodiacal light
Tip:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope,Very Large Telescope Interferometer
Science data:2014A&A...570A.128E

Galerija

Artist’s impression of bright exozodiacal light
Artist’s impression of bright exozodiacal light
Samo na engleskom jeziku
Zodiacal light over La Silla
Zodiacal light over La Silla
Samo na engleskom jeziku
Zodiacal light seen from Paranal
Zodiacal light seen from Paranal
Samo na engleskom jeziku

Video

Artist’s impression of bright exozodiacal light
Artist’s impression of bright exozodiacal light
Samo na engleskom jeziku

Takođe pogledajte