Kids

eso1517ru — Научный релиз

Первый спектр видимого излучения экзопланеты

Получен новым перспективным методом

22 апреля 2015 г.

Первый в истории прямой спектр оптического излучения, отраженного от поверхности экзопланеты 51 Pegasi b, получен в обсерватории ESO Ла Силья в Чили со спектрографом HARPS – инструментом, который называют «ловцом экзопланет». В ходе этих наблюдений выявлены также новые свойства этой известной экзопланеты, первой, которая была открыта у нормальной звезды. Полученный результат свидетельствует о больших возможностях, которые открываются для наблюдений, в особенности с появлением таких приемников нового поколения, как установленный на VLT инструмент ESPRESSO, а также новых гигантских телескопов, таких, как E-ELT.

Экзопланета 51 Pegasi b [1] находится на расстоянии примерно в 50 световых лет от Земли в созвездии Пегаса. Она была открыта в 1995 году и замечательна тем, что стала первой планетой, обнаруженной у обычной звезды солнечного типа [2]. Она также оказалась прототипом горячих Юпитеров — класса планет, близких по размерам и массе к Юпитеру, но расположенных очень близко к материнской звезде. Такая конфигурация, необычная по меркам Солнечной системы, оказалась широко распространенной в других планетных системах.

Со тех пор было открыто множество планетных систем (на сегодня уверенно известно более 1900 экзопланет в 1200 системах). Но теперь, в двадцатую годовщину своего открытия, 51 Peg b еще раз оказалась в центре внимания.

Группой астрономов, получившей спектр планеты, руководил Хорхе Мартинс (Jorge Martins), сотрудник Института астрофизики и космических исследований (Institute of Astrophysics and Space Sciences – IA) и университета Порто в Португалии, сейчас докторант ESO в Чили. Группа работала с приемником HARPS, установленном на 3.6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силья.

Сейчас наиболее распространенным методом исследования атмосфер экзопланет являются наблюдения спектра материнской звезды, получаемого, когда ее свет проходит сквозь атмосферу планеты во время «транзита» -- прохождения планеты между земным наблюдателем и своей материнской звездой. Этот метод называется трансмиссионной спектроскопией. Но есть и альтернативный подход – наблюдать систему в момент, когда звезда проходит перед планетой (естественно, это может относиться только к системам, плоскости которых наклонены к лучу зрения и поэтому транзитов не происходит). Таким способом можно получить информацию о температуре экзопланеты.

Так как новый метод не связан с транзитами, с его помощью можно исследовать гораздо большее число экзопланет. Он позволяет непосредственно регистрировать оптический спектр планеты, а это значит, что теперь можно будет измерить многие физические параметры планет, которые другими методами получить невозможно.

При этом спектр материнской звезды служит как бы шаблоном, с помощью которого проводится поиск похожих спектральных характеристик в отыскиваемом спектре отраженного от планеты излучения. Это исключительно трудная задача, так как свет планет гораздо слабее ослепительного сияния их материнских звезд.

Сигнал от планеты, кроме того, искажается множеством тонких инструментальных и физических эффектов и шумов [3]. Если принять все это во внимание, становится ясно, какой ценой был достигнут успех наблюдений 51 Pegasi b с инструментом HARPS.

Хорхе Мартинс говорит: “Примененный метод регистрации имеет огромное научное значение, так как он позволяет нам измерить истинную массу планеты и наклонение ее орбиты, важнейших физических параметров, без знания которых невозможно судить о физических условиях на ее поверхности. С помощью этой методики мы также можем измерить отражающую способность планеты, ее альбедо, а этот параметр необходим для выводов о составе ее поверхности и атмосферы”.

Оказалось, что масса 51 Pegasi b составляет примерно половину массы Юпитера, а наклонение ее орбиты по отношению к лучу зрения земного наблюдателя – около девяти градусов [4]. Планета, по-видимому, по размерам больше Юпитера и обладает очень высокой отражающей способностью. Эти параметры естественны для горячего Юпитера, расположенного очень близко к своей материнской звезде и подвергающегося интенсивному воздействию ее излучения.

Конечно, использование приемника HARPS сыграло огромную роль для этой работы, но еще более замечательным фактом стало то, что результат был получен на 3.6-метровом телескопе ESO, сфера применения которого несколько ограничена его техническими характеристиками. Это означает, что применение нового метода на гораздо более совершенном оборудовании и более крупных телескопах, таких, как Очень Большой Телескоп (VLT) ESO или строящийся E-ELT (European Extremely Large Telescope[5], должно дать еще более значительные результаты.

"Мы с нетерпением ждем «первого света» на новом спектрографе ESPRESSO, установленном на VLT, чтобы начать более детальные исследования этой и других планетных систем”, -- говорит Нуньо Сантос (Nuno Santos) из IA и Университета Порто, соавтор новой работы.

Примечания

[1] И 51 Pegasi b, и ее материнская звезда 51 Пегаса среди объектов, личные имена которым будут присвоены по результатам объявленного Международным астрономическим союзом общественного конкурса NameExoWorlds.

[2] Два предыдущих открытия планет относились к объектам, обращающимся вокруг пульсаров, то есть, к совершенно необычным планетным системам.

[3] Эти измерения можно сравнить с исследованием игры света далекого яркого фонаря на крылышках вьющейся вокруг него мелкой букашки.

[4] Это значит, что орбита планеты видна с Земли почти «с ребра», хотя такого расположения и недостаточно, чтобы могли происходить транзиты.

[5] Инструмент ESPRESSO на телескопе VLT, а впоследствии и еще более мощные приемники на гораздо более крупных телескопах, таких, как E-ELT, позволят значительно повысить точность измерений и количество собираемого света. Это позволит регистрировать экзопланеты меньших размеров, а для гигантских планет, таких, как 51 Peg b, получать более детальную информацию.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b”, J. Martins и др., которая публикуется в журнале Astronomy & Astrophysics от 22 апреля 2015.

Состав исследовательской группы: J. H. C. Martins (IA and Universidade do Porto, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile), N. C. Santos (IA and Universidade do Porto), P. Figueira (IA and Universidade do Porto), J. P. Faria (IA and Universidade do Porto), M. Montalto (IA and Universidade do Porto), I. Boisse (Aix Marseille Université, Marseille, France), D. Ehrenreich (Observatoire de Genève, Geneva, Switzerland), C. Lovis (Observatoire de Genève), M. Mayor (Observatoire de Genève), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), F. Pepe (Observatoire de Genève), S. G. Sousa (IA and Universidade do Porto), S. Udry (Observatoire de Genève) и D. Cunha (IA and Universidade do Porto).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили как страна, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. 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 крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, 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

Jorge Martins
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Телефон: +56 2 2463 3087
Email: Jorge.Martins@iastro.pt

Nuno Santos
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Телефон: +351 226 089 893
Email: Nuno.Santos@iastro.pt

Stéphane Udry
Observatoire de l’Université de Genève
Geneva, Switzerland
Телефон: +41 22 379 24 67
Email: stephane.udry@unige.ch

Isabelle Boisse
Aix Marseille Université
Marseille, France
Email: Isabelle.Boisse@lam.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching, 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 eso1517.

О релизе

Релиз №:eso1517ru
Название:51 Pegasi b
Тип:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Instruments:HARPS
Science data:2015A&A...576A.134M

Изображения

Artist’s impression of the exoplanet 51 Pegasi b
Artist’s impression of the exoplanet 51 Pegasi b
только на английском
The star 51 Pegasi in the constellation of Pegasus
The star 51 Pegasi in the constellation of Pegasus
только на английском
Wide-field view of the sky around the star 51 Pegasi
Wide-field view of the sky around the star 51 Pegasi
только на английском

Видео

Zooming in on 51 Pegasi
Zooming in on 51 Pegasi
только на английском
Artist’s impression of the exoplanet 51 Pegasi b
Artist’s impression of the exoplanet 51 Pegasi b
только на английском

Также смотрите наши