eso1905hu — Tudományos közlemények
Áttörést hozott a GRAVITY műszer az exobolygók képalkotásában
A VLTI egyik csúcstechnikájú optikai interferometrikus műszere részletekkel szolgált egy viharok által tépázott exobolygóról
2019. március 27.
A csillagászok az ESO Nagyon Nagy Távcsövének Interferométere (Very Large Telescope Interferometer – VLTI) segítségével elsőként figyeltek meg egy exobolygót közvetlenül, az optikai interferometria módszerével. Az úttörő módszer egy bonyolult exobolygólégkört tárt fel az egész planétára kiterjedő, örvénylő vas- és szilikátpor-felhőket kavaró viharokkal. A módszer új lehetőségeket nyit meg sok, már jelenleg is ismert exobolygó jobb megismeréséhez.
A HR 8799e jelű exobolygó optikai interferometriai megfigyeléseinek eredményeit ma közölte a GRAVITY kutatócsoport [1] az Astronomy and Astrophysics folyóirat rövid bejelentéseinek rovatában. Ezt az exobolygót 2010-ben fedezték fel a tőlünk 129 fényévre, a Pegazus csillagképben lévő HR 8799 jelű fiatal fősorozati csillag mellett.
A HR 8799e bolygóról ma közölt új eredményekhez egy rendkívül érzékeny és különösen nagy felbontásű műszerre volt szükség. A GRAVITY képes az ESO VLT négy távcsőegységének fényét kombinálni, így a négy egyenként sem kicsi teleszkóp egyetlen óriási távcsőként működhet. Ez az interferometria nevű módszerrel érhető el [2]. Az interferometrikus üzemmódban a VLT négy egysége egyetlen szupertávcsőként működik – ez a VLTI, – ami képes összegyűjteni és precízen elkülöníteni a HR 8799e bolygó légköréről visszavert fényt a központi csillag ragyogásától. A HR 8799e egy szuperjupiter-típusú exobolygó. Ehhez hasonló égitest a Naprendszerben nem található. Ez az exobolygó jóval nagyobb tömegű és jóval fiatalabb is a Nap bármelyik kísérőjénél. A mindössze 30 millió éves újszülött bepillantást enged a bolygók és bolygórendszerek keletkezésébe. Ez a bolygó tökéletesen lakhatatlan. A keletkezéséből visszamaradt, valamint az erős üvegházhatás révén magába zárt hő közel 1000 °C-os, halálos hőmérsékletre hevítette a felszínt.
A világon most alkalmazták először a csillagászok az optikai interferometriát egy exobolygó részletes megfigyelésére. Az új módszer eredménye egy rendkívüli minőségű, a korábbi méréseket legalább tízszeresen túlszárnyaló részletességű spektrum. A kutatócsoport feltárta a HR 8799e légkörének kémiai összetételét, ami több meglepetéssel is szolgált.
„A méréseink azt mutatják, hogy a HR 8799e légköre a metánnál jóval több szén-monoxidot tartalmaz. Ez a kémiai folyamatok egyensúlytalanságára utal” – fejti ki a kutatócsoport vezetője, Sylvestre Lacour, az Observatoire de Paris–PSL CNRS, valamint a Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik kutatója. – „Ennek a legvalószínűbb magyarázata az, hogy a légkörben erős függőleges áramlások uralkodnak, ami megakadályozza, hogy a szén-monoxid a hidrogénnel reagálva metánt képezzen.”
A kutatócsoport azt is kimutatta, hogy a légkörben vas- és szilikátpor-felhők kavarognak. Ez a szénmonoxid-többlettel együtt arra utal, hogy a HR 8799e atmoszférájában hatalmas és heves viharok dúlnak.
„Megfigyeléseink szerint a gázgömb belsejéből fény világít, amelynek meleg sugarai átsejlenek a viharok sötét felhői között” – festi le érzékletesen Lacour. – „A szilikát- és vaspor-szemcséket a konvekció tartja a magasban, melyek szétdarabolódva hullanak vissza a bolygó belsejébe. Egy születőben lévő óriásbolygó dinamikus légköre rajzolódik ki előttünk összetett fizikai és kémiai folyamatokkal.”
A mai eredmény a GRAVITY lenyűgöző felfedezéseinek egy újabb gyöngyszeme, melyek közt olyan áttörő eredményeket találunk, mint az eddigi legrészletesebb megfigyelések egy fekete lyuk közelében keringő anyagról, amiről tavaly számoltunk be. A módszer továbbá új elem az exobolygó-megfigyeléseknek az ESO távcsövei és műszerei által nyújtott gazdag eszköztárban, megnyitva az utat további lenyűgöző eredmények előtt [4].
Megjegyzés
1] A GRAVITY műszert a Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (Németország), az Observatoire de Paris–PSL / CNRS / Sorbonne Université / Univ. Paris Diderot és IPAG Université Grenoble Alpes / CNRS (Franciaország), a Max-Planck-Institut für Astronomie (Németország), a Kölni Egyetem (Németország), a CENTRA–Centro de Astrofisica e Gravitação (Portugália) és az ESO együttműködésével hozták létre.
[2] Az interferometria módszere lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy több kisebb teleszkóp összekapcsolásával egy szupertávcsövet hozzanak létre. Az ESO VLTI egy olyan interferométer, ami a VLT kettő vagy több távcsőegységéből, illetve mind a négy 2 m átmérőjű Segédtávcsövéből épül fel. Bár a VLT távcsőegységeinek főtükrei egyenként is 8,2 m átmérőjűek, összekapcsolásukkal a felbontás egy önálló távcsőegységének is a huszonötszörösére növelhető.
[3] Az exobolygók sokféle módszerrel figyelhetők meg. Ezek némelyike közvetett, ilyen például az ESO exobolygóvadász HARPS műszere által alkalmazott radiálissebesség-módszer, amely a bolygó által a központi csillagra gyakorolt gravitációs vonzás hatását méri. A közvetlen mórszerek közé tartozik az itt bemutatott úttörő módszer is, amely révén közvetlenül a bolygót figyelik meg, nem pedig annak központi csillagra gyakorolt hatását.
[4] Az ESO távcsöveivel elért legutóbbi exobolygó-felfedezések között külön említésre érdemes a Naphoz legközelebbi egyedülálló csillag, a Barnard-csillag körül keringő szuperföld felfedezése, vagy éppen az ALMA által felfedezett három újszülött bolygó egy nagyon fiatal csillag körül, ami egy másik új exobolygó-vizsgálati módszert jelent.
További információ
Az itt ismertetett eredmények az Astronomy and Astrophysics folyóirat „First direct detection of an exoplanet by optical interferometry” című szakcikkében jelentek meg. A kutatócsoport tagjai: S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris - PSL, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, Franciaország [LESIA]; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Németország [MPE]), M. Nowak (LESIA), J. Wang (Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, USA), O. Pfuhl (MPE), F. Eisenhauer (MPE), R. Abuter (ESO, Garching, Németország), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Liszabon, Portugália; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Liszabon, Portugália), N. Anugu (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugália; School of Physics, Astrophysics Group, University of Exeter, Exeter, Egyesült Királyság), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Franciaország [IPAG]), J.P. Berger (IPAG), H. Beust (IPAG), N. Blind (Observatoire de Genève, Université de Genève, Versoix, Svájc), M. Bonnefoy (IPAG), H. Bonnet (ESO, Garching, Németország), P. Bourget (ESO, Santiago, Chile), W. Brandner (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Németország [MPIA]), A. Buron (MPE), C. Collin (LESIA), B. Charnay (LESIA), F. Chapron (LESIA) , Y. Clénet (LESIA), V. Coudé du Foresto (LESIA), P.T. de Zeeuw (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Hollandia), C. Deen (MPE), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (1st Institute of Physics, Universität zu Köln, Köln, Németország; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Németország), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Fédou (LESIA), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugália; ESO, Santiago, Chile; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Liszabon, Portugália), R. Garcia Lopez (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Írország; MPIA), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley, USA), S. Gillessen (MPE), P. Gordo (Universidade de Lisboa, Liszabon, Portugália; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Liszabon, Portugália), A. Greenbaum (Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, USA), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), F. Haußmann (MPE), Th. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (1st Institute of Physics, Universität zu Köln, Köln, Németország), Z. Hubert (LESIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), S. Kendrew (ESA, Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA; MPIA), P. Kervella (LESIA), J. Kolb (ESO, Santiago, Chile), A.-M. Lagrange (IPAG), V. Lapeyrère (LESIA), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), R. Lenzen (MPIA), A.-L. Maire (STAR Institute, Université de Liège, Liège, Belgium; MPIA), P. Mollière (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Hollandia), T. Ott (MPE), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), L. Pueyo (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), S. Rabien (MPE), A. Ramírez (ESO, Santiago, Chile), C. Rau (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico; MPIA), S. Scheithauer (MPIA), N. Schuhler (ESO, Santiago, Chile), O. Straub (LESIA; MPE), C. Straubmeier (1st Institute of Physics, Universität zu Köln, Köln, Németország), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), E.F. van Dishoeck (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Hollandia), S. von Fellenberg (MPE), I. Wank (1st Institute of Physics, Universität zu Köln, Köln, Németország), I. Waisberg (MPE) , F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), M. Wiest (1st Institute of Physics, Universität zu Köln, Köln, Németország), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Németország), S. Yazici (MPE; 1st Institute of Physics, Universität zu Köln, Köln, Németország), D. Ziegler (LESIA), and G. Zins (ESO, Santiago, Chile).
Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése fókuszál annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb látható hullámhosszakon üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső. A világ legnagyobb égboltfelmérő teleszkópja, a VISTA az infravörös hullámhossztartományban működik, míg a VLT Égboltfelmérő Távcső az optikai hullámhosszak legnagyobb dedikált égboltfelmérő műszere. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.
Linkek
Kapcsolat
Sylvestre Lacour
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Telefon: +33 6 81 92 53 89
E-mail: Sylvestre.lacour@observatoiredeparis.psl.eu
Mathias Nowak
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Telefon: +33 1 45 07 76 70
Mobil: +33 6 76 02 14 48
E-mail: Mathias.nowak@observatoiredeparis.psl.eu
Dr. Paul Mollière
Sterrewacht Leiden, Huygens Laboratory
Leiden, The Netherlands
Telefon: +31 64 2729185
E-mail: molliere@strw.leidenuniv.nl
Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
E-mail: pio@eso.org
A sajtóközleményről
| Közlemény száma: | eso1905hu |
| Név: | HR 8799e |
| Típus: | Milky Way : Planet |
| Facility: | Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer |
| Instruments: | GRAVITY |
| Science data: | 2019A&A...623L..11G |
