eso1435uk — Науковий реліз

VLTI виявив екзозодіакальне світло

Новий виклик безпосередньому отриманню зображень "екзо-Земель"

3 листопада 2014 р.

Використавши всю потужність Дуже Великого Телескопа-інтерферометра, міжнародна група астрономів виявила екзозодіакальне світло поблизу "поясів життя" навколо дев'яти сусідніх зірок. Це світіння виникає внаслідок відбиття світла зорі від пилу, створеного в результаті зіткнень між астероїдами та від випаровування комет. Наявність таких великих кількостей пилу у внутрішніх зонах, котрі навколо деяких зірок, може стати перешкодою для отримання у майбутньому прямих зображень планет земного типу.

Використавши Дуже Великий Телескоп-інтерферометр (VLTI) для спостережень у ближньому інфрачервоному світлі [1], група астрономів дослідила 92 найближчих зорі на предмет екзозодіакального світла від гарячого пилу, котрий поряд із "поясами життя", поєднавши нові дані з попередніми спостереженнями [2]. Яскраве екзозодіакальне світло, появу якого спонукало світіння зерен гарячого екзозодіакального пилу, або відбиття зоряного світла від цих зерен, спостерігали навколо дев'яти цільових зірок.

На поверхні нашої Землі є темні місця із чистою прозорою атмосферою, де зодіакальне світло на вигляд, як слабке розсіяне біле світіння у нічному небі після закінчення сутінок, або ж перед світанком. Воно створюється сонячними променями, відбитими від дрібних часток космічного пилу, йдучи в небо від околиць Сонця. Це відбите світло можна спостерігати не тільки з Землі, але також звідусіль у Сонячній системі.

Світіння, що спостерігалось у цьому новому дослідженні, є набагато більш екстремальним варіантом того ж явища. Таке екзозодіакальне світло, або ж інакше - зодіакальне світло навколо інших зоряних систем, було виявлено раніше, а це перше велике систематичне дослідження цього явища навколо найближчих до нас зірок.

На відміну від більш ранніх досліджень, наукова група не спостерігала пил, із якого пізніше сформуються планети, але пил, створений внаслідок зіткнень малих планет по декілька кілометрів у перетині - об'єктів, які називають планетозималі, та котрі схожі на астероїди і на комети Сонячної системи. Саме такий пил є причиною зодіакального світла у Сонячній системі.

"Якщо ми хочемо вивчити еволюцію планет земного типу, близьких до "поясу життя", ми повинні спостерігати зодіакальний пил у цих зонах навколо інших зірок",- сказав Стів Ертель із ESO та Університету Гренобля у Франції, провідний автор статті. "Виявлення та дослідження цього виду пилу навколо інших зірок є способом вивчення архітектури та еволюції планетних систем".

Реєстрація тьмяного пилу близько до сліпучої центральної зорі вимагає спостережень із високою розподільною здатністю та контрастом. Наразі єдиним методом, котрий дозволяє робити відкриття та проводити дослідження подібних систем, є інфрачервона інтерферометрія - поєднання світла, одночасно зібраного кількома різними телескопами.

Використавши потужність VLTI на межі його оптично-технічних можливостей, дослідники змогли досягти рівня продуктивності, яка приблизно у десять разів краща, ніж через інші наразі доступні у світі подібні інструменти.

Для кожної з зірок, група використовувала 1.8 м Допоміжні Телескопи, щоб спрямовувати їх світло до VLTI. У місцях, де сильне екзозодіакальне світло було присутнє, вчені змогли повністю розрізнити широкі пилові диски, відокремивши їх слабке сяйво від сліпучого світла зорі [3].

Аналізуючи властивості зірок, оточених дисками екзозодіакального пилу, вчені виявили, що більша частина пилу був виявлена навколо старих зірок. Цей результат був дуже несподіваним: він порушив деякі моменти нашого розуміння буття планетних систем. Згідно наразі відомого механізму продукування пилу через зіткнення планетозималей, його кількість повинна б зменшуватись із плином часу, оскільки число планетозималей зменшується, бо вони руйнуються.

До низки спостережуваних об'єктів також ввійшли 14 зірок, навколо яких раніше були виявлені екзопланети. Всі ці планети знаходяться у тих самих частинах зоряних систем, що й пил, котрий  породжує екзозодіакальне світло. Наявність того світла у планетних системах може створити проблеми для подальших астрономічних досліджень екзопланет.

Випромінювання від екзозодіакального пилу, навіть при його низьких рівнях, значно утруднює виявлення планет земного типу шляхом прямої візуалізації (їх безпосереднього бачення телескопами). Екзозодіакальне світло, виявлене у цьому дослідженні, є у 1000 разів яскравішим, ніж зодіакальне світло, котре можна спостерігати навколо Сонця. Кількість зірок, навколо яких присутнє зодіакальне світло на рівні яскравості, як у нашій Сонячній системі, швидше за все набагато вища за числа, вирахувані у дослідженні. Ці спостереження є лише першим кроком на шляху до більш докладних досліджень екзозодіакального світла.

"Вагомий відсоток виявленого світла на цьому рівні яскравості передбачає, що там має бути значна кількість систем, які містять пил зі слабшим світінням, котре непомітне у нашому дослідженні, проте воно таки набагато яскравіше, ніж світло зодіакального пилу у Сонячній системі",- пояснює Олів'є Абсіль з Університету Льєжа, співавтор статті. "Наявність таких кількостей пилу в стількох зоряних системах може стати перешкодою для майбутніх спостережень, метою яких буде отримання прямих зображень землеподібних екзопланет".

Примітки

[1] Група використовувала гостьовий прилад PIONIER на VLTI, котрий може інтерферометрично поєднювати всі чотири Допоміжні Телескопи, або всі чотири Головних Телескопи групи VLT обсерваторії Паранал. Це спонукало не тільки високу розподільну здатність, але також підвищило загальну ефективність спостережень.

[2] Попередні спостереження були проведені при допомозі масиву CHARA - оптичного астрономічного інтерферометра, котрий управляється Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) від Університету штату Джорджія, та його волоконно-оптичного поєднювача FLUOR.

[3] Іншим результатом спостереження було відкриття декількох нових несподіваних зоряних компаньйонів біля деяких найбільш масивних зірок у вибірці. "Нові зоряні компоненти цих систем вказують, що ми повинні переглянути наші нинішні погляди на кількість подвійних зоряних систем серед зірок цього типу",- каже Ліндсей Маріон, провідний автор додаткової публікації, присвяченій аналізу тих же даних.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “A near-infrared interferometric survey of debris-disc stars. IV. An unbiased sample of 92 southern stars observed in H-band with VLTI/PIONIER”, by S. Ertel et al., котра вийшла в журналі Astronomy & Astrophysics. Додаткова стаття про відкриття нових зоряних компонентів навколо зірок із дослідження називається "Searching for faint companions with VLTI/PIONIER. II. 92 main sequence stars from the Exozodi survey", by L. Marion et al., та вийшла у тому ж журнальному номері.

Науково-дослідна група у складі 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), та J. Milli (Université Grenoble Alpes).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

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

Lindsay Marion
University of Liège
Liège, Belgium
Телефон: +32 4 366 97 58
Стільниковий: +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
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Переклад прес-релізу ESO eso1435.

Про реліз

Реліз №:eso1435uk
Назва:Zodiacal light
Тип:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope,Very Large Telescope Interferometer
Science data:2014A&A...570A.128E

Зображення

Artist’s impression of bright exozodiacal light
Artist’s impression of bright exozodiacal light
тільки на англійській
Zodiacal light over La Silla
Zodiacal light over La Silla
тільки на англійській
Zodiacal light seen from Paranal
Zodiacal light seen from Paranal
тільки на англійській

Відео

Artist’s impression of bright exozodiacal light
Artist’s impression of bright exozodiacal light
тільки на англійській

Також дивіться наші