eso1905ru — Научный релиз

Инструмент GRAVITY совершил прорыв в наблюдениях экзопланет

Новейший приемник на VLTI в режиме оптической интерферометрии выявил детальные характеристики охваченной бурей экзопланеты

27 марта 2019 г., St.-Petersburg

На Очень Большом Телескопе-Интерферометре ESO (VLTI) с приемником GRAVITY выполнены первые прямые наблюдения экзопланеты методом оптической интерферометрии. На экзопланете обнаружена сложная атмосфера с железо-силикатными облаками; там бушует буря планетарного масштаба. Новая техника наблюдений предоставляет уникальные возможности для исследования характеристик многих известных экзопланет.

Этот результат сегодня был обнародован в письме, направленном в журнал Astronomy and Astrophysics Коллаборацией GRAVITY [1]. В письме представлены результаты наблюдений экзопланеты HR8799e методом оптической интерферометрии. Экзопланета у молодой звезды главной последовательности HR8799, находящейся на расстоянии около 129 световых лет от Земли в созвездии Пегаса, была открыта в 2010 г.

Получение этого результата, открывшего новые характеристики HR8799e, потребовало применения инструмента, обладающего высочайшим разрешением и чувствительностью. Приемник GRAVITY может использоваться со всеми четырьмя Основными телескопами комплекса ESO VLT одновременно в режиме интерферометрии [2], в котором VLT эквивалентен единому телескопу гораздо большего размера: сверхтелескопу VLTI. В этом режиме удалось собрать и тщательно разделить свет, приходящий от атмосферы планеты HR8799e и от ее материнской звезды [3].

HR8799e – планета типа ‘сверх-Юпитер’. Ничего подобного ей в нашей Солнечной системе нет: она одновременно гораздо массивнее и гораздо моложе любой планеты, обращающейся вокруг Солнца. Этому «младенцу» среди экзопланет всего 30 миллионов лет, и это позволяет получить из ее наблюдений уникальную информацию об образовании планет и планетных систем. Условия на ее поверхности весьма негостеприимные: нерастраченная энергия ее образования и мощный парниковый эффект нагрели HR8799e до температуры около 1000 °C.

Оптическая интерферометрия впервые использована для определения детальных характеристик экзопланеты. Новая техника наблюдений позволила получить великолепный подробный спектр беспрецедентного качества — вдесятеро более детальный, чем удавалось прежде. Измерения позволили установить состав атмосферы HR8799e, и он оказался неожиданным.

“Наш анализ показал, что атмосфера HR8799e содержит гораздо больше окиси углерода, чем метана — это непонятно с точки зрения химии равновесных процессов”, -- говорит Сильвестр Лакур (Sylvestre Lacour) руководитель исследовательской группы, сотрудник CNRS, Парижской обсерватории (PSL) и Института внеземной физики Макса Планка. “Нам кажется, что этот неожиданный результат лучше всего объясняется вертикальными ветрами, дующими в верхних слоях атмосферы, которые не позволяют угарному газу вступать в реакцию с водородом и образовывать метан”.

Группа обнаружила в атмосфере планеты также облака железа и силикатную пыль. В сочетании с избытком окиси углерода это показывает, что атмосфера HR8799e охвачена гигантской бурей.

“Наши наблюдения свидетельствуют о существовании газового шара, освещенного изнутри, причем лучи света пробиваются сквозь охваченные бурей участки темной облачности”, -- уточняет Лакур. “Конвекция действует на облака, состоящие из железо-силикатных частиц, эти облака разрушаются и их содержимое выпадает внутрь планеты. Все это создает картину динамической атмосферы гигантской экзопланеты в процессе рождения, в которой идут сложные физические и химические процессы”.

Полученный результат продолжает впечатляющую цепь открытий, сделанных с приемником GRAVITY, в которую вошли такие прорывы, как выполненные в прошлом году наблюдения газовых вихрей, движущихся со скоростью в 30% скорости света в непосредственной окрестности горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Значение выполненных исследований и в том, что они добавляют новый способ наблюдений экзопланет к и без того богатому арсеналу методов, доступных телескопам и приемником ESO, прокладывая путь к многим еще более впечатляющим  открытиям [4].

Примечания

[1] Применик GRAVITY был разработан коллаборацией в составе Института внеземной физики Макса Планка (Германия), LESIA (Парижская обсерватория)–PSL / CNRS / университет Сорбонна / университет Дидро в Париже, IPAG (Альпийский университет Гренобля / CNRS (Франция), Института астрономии Макса Планка (Германия), Кёльнского университета (Германия), Центра астрофизики и гравитации CENTRA (Португалия) и ESO.

[2] Интерферометрия – техника, позволяющая астрономам создавать сверхтелескопы, комбинируя друг с другом несколько телескопов меньшего размера. VLTI ESO – интерферометрический телескоп, образованный сочетанием двух или более «юнитов» (Основных телескопов, UT) Очень Большого Телескопа или всех четырех меньших Вспомогательных телескопов. Каждый из Основных UT имеет внушительное главное зеркало размером 8.2 метра, а их сочетание дает виртуальный телескоп с разрешающей способностью, в 25 раз превосходящей разрешение отдельного UT.

[3] Экзопланеты можно наблюдать многими разнообразными методами. Некоторые из них косвенные, например, метод лучевых скоростей, используемый в ESO «охотником за экзопланетами», инструментом HARPS: он измеряет гравитационное воздействие планеты на движение материнской звезды. Прямые методы, такие, как пионерская техника, примененная в этой работе, предполагают непосредственные наблюдения планеты.

[4] Среди недавних открытий в области исследования экзопланет, сделанных с телескопами ESO –выполненная в прошлом году регистрация сверхземли у звезды Барнарда, ближайшей к Солнцу одиночной звезды, и открытие с телескопом ALMA новообразованных планет у только что родившейся звезды. В последнем случае применялась другая новаторская техника обнаружения планет.

Узнать больше

Реультаты исследования представлены в статье “First direct detection of an exoplanet by optical interferometry”, которая публикуется в Astronomy and Astrophysics.

Состав исследовательской группы: S.Lacour (LESIA, Observatoire de Paris - PSL, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, France [LESIA]; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany [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, Germany), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), N. Anugu (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal; School of Physics, Astrophysics Group, University of Exeter, Exeter, United Kingdom), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, France [IPAG]), J.P. Berger (IPAG), H. Beust (IPAG), N. Blind (Observatoire de Genève, Université de Genève, Versoix, Switzerland), M. Bonnefoy (IPAG), H. Bonnet (ESO, Garching, Germany), P. Bourget (ESO, Santiago, Chile), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [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, The Netherlands), C. Deen (MPE), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany;  Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Fédou (LESIA), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), R. Garcia Lopez (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Ireland; 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, Lisbon, Portugal; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), 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, University of Cologne, Cologne, Germany), Z. Hubert (LESIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), S. Kendrew (European Space Agency, 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, The Netherlands), 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, University of Cologne, Cologne, Germany), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), E.F. van Dishoeck (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, The Netherlands), S. von Fellenberg (MPE), I. Wank (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), I. Waisberg (MPE) , F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), M. Wiest (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Germany), S. Yazici (MPE; 1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), D. Ziegler (LESIA), и G. Zins (ESO, Santiago, Chile).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. 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 астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +79112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Sylvestre Lacour
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Телефон: +33 6 81 92 53 89
Email: Sylvestre.lacour@observatoiredeparis.psl.eu

Mathias Nowak
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Телефон: +33 1 45 07 76 70
Сотовый: +33 6 76 02 14 48
Email: Mathias.nowak@observatoiredeparis.psl.eu

Dr. Paul Mollière
Sterrewacht Leiden, Huygens Laboratory
Leiden, The Netherlands
Телефон: +31 64 2729185
Email: molliere@strw.leidenuniv.nl

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1905.

О релизе

Релиз №:eso1905ru
Название:HR 8799e
Тип:Milky Way : Planet
Facility:Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:GRAVITY
Science data:2019A&A...623L..11G

Изображения

С инструментом GRAVITY совершен прорыв в наблюдениях экзопланет
С инструментом GRAVITY совершен прорыв в наблюдениях экзопланет
HR 8799 в созвездии Пегаса
HR 8799 в созвездии Пегаса
Окрестности звезды HR 8799
Окрестности звезды HR 8799
Aerial view of the VLTI with tunnels superimposed
Aerial view of the VLTI with tunnels superimposed
только на английском
VLT interferometer principle
VLT interferometer principle
только на английском

Видео

ESOcast 197 Light: GRAVITY видит бурные небеса экзопланеты
ESOcast 197 Light: GRAVITY видит бурные небеса экзопланеты
Orbital motion of the HR8799  system
Orbital motion of the HR8799 system
только на английском

Также смотрите наши