Этот результат был объявлен сегодня в журнале Astronomy and Astrophysics от GRAVITY Collaboration [1], в котором они представляют наблюдения экзопланеты HR8799e с использованием оптической интерферометрии. Экзопланета была обнаружена в 2010 году на орбите молодой звезды главной последовательности HR8799, которая находится примерно в 129 световых годах от Земли в созвездии Пегаса.
Сегодняшний результат, раскрывающий новые характеристики HR8799e, требовал прибора с очень высоким разрешением и чувствительностью. GRAVITY может использовать четыре единичных телескопа ESO VLT для совместной работы, чтобы имитировать один больший телескоп, используя технику, известную как интерферометрия [2].
Это создает супер-телескоп – VLTI – который собирает и точно разделяет свет атмосферы HR8799e и свет ее родительской звезды [3].
HR8799e – это «суперюпитер», мир, не похожий ни на один мир в нашей Солнечной системе, который массивнее и намного моложе любой планеты, вращающейся вокруг Солнца.
Этой маленькой экзопланете всего 30 миллионов лет, и она достаточно молода, чтобы дать ученым возможность увидеть формирование планет и планетных систем. Экзопланета совершенно негостеприимна – остатки энергии от ее образования и мощный парниковый эффект нагревают HR8799e до враждебной температуры примерно в 1000 ° C.
Это первый раз, когда оптическая интерферометрия была использована для выявления деталей экзопланеты, и новый метод предоставил изысканно подробный спектр беспрецедентного качества – в десять раз более подробный, чем предыдущие наблюдения.
Измерения команды смогли выявить состав атмосферы HR8799e, что содержало некоторые сюрпризы.
«Наш анализ показал, что HR8799e имеет атмосферу, содержащую гораздо больше окиси углерода, чем метана – чего нельзя ожидать от равновесной химии», – объясняет руководитель группы Сильвестр Лакур, исследователь CNRS из Парижской обсерватории – PSL и Института внеземной физики Макса Планка. "Мы можем лучше всего объяснить этот удивительный результат сильными вертикальными ветрами в атмосфере, которые не позволяют угарному газу вступать в реакцию с водородом с образованием метана."
Команда обнаружила, что в атмосфере также есть облака из железа и силикатной пыли. В сочетании с избытком окиси углерода это говорит о том, что атмосфера HR8799e подвергается сильнейшему шторму.
«Наши наблюдения предполагают, что изнутри освещен газовый шар, лучи теплого света кружатся сквозь бурные пятна темных облаков», – поясняет Лакур. "Конвекция перемещается вокруг облаков силикатных и железных частиц, которые дезагрегируются и проливаются дождем внутрь. Это рисует картину динамической атмосферы гигантской экзопланеты при рождении, претерпевающей сложные физические и химические процессы."
Этот результат основан на серии впечатляющих открытий GRAVITY, в том числе прорывов, таких как прошлогоднее наблюдение газа, вращающегося со скоростью 30% от скорости света, недалеко от горизонта событий массивной Черной дыры в Центре Галактики.
Он также добавляет новый способ наблюдения экзопланет к и без того обширному арсеналу методов, доступных телескопам и инструментам ESO, – открывая путь ко многим более впечатляющим открытиям [4].
Примечания
[1] GRAVITY была разработана коллаборацией, состоящей из Института внеземной физики Макса Планка (Германия), LESIA Парижской обсерватории – PSL / CNRS / Sorbonne Universite / Univ. Париж Дидро и IPAG Университета Гренобль-Альпы / CNRS (Франция), Институт астрономии Макса Планка (Германия), Кельнский университет (Германия), CENTRA-Centro de Astrofisica e Gravitacao (Португалия) и ESO.
[2] Интерферометрия – это метод, который позволяет астрономам создавать супертелескоп, комбинируя несколько меньших телескопов.
ESO VLTI – это интерферометрический телескоп, созданный путем объединения двух или более единичных телескопов (UT) Очень большого телескопа или всех четырех меньших вспомогательных телескопов. В то время как у каждого UT есть впечатляющие 8.2-метровое главное зеркало, их объединение создает телескоп с разрешающей способностью в 25 раз большей, чем у одиночного UT, наблюдающего изолированно.
[3] Экзопланеты можно наблюдать с помощью множества различных методов. Некоторые из них являются косвенными, например метод лучевых скоростей, используемый прибором ESO для охоты за экзопланетами HARPS, который измеряет силу притяжения планеты на ее родительскую звезду.
Прямые методы, такие как методика, впервые использованная для этого результата, включают наблюдение за самой планетой, а не на ее влияние на ее родительскую звезду.
[4] Недавние открытия экзопланет, сделанные с помощью телескопов ESO, включают в себя прошлогоднее успешное обнаружение суперземли, вращающейся вокруг звезды Барнарда, ближайшей одиночной звезды к нашему Солнцу, и открытие ALMA молодых планет, вращающихся вокруг молодой звезды, которое использовало другой новый метод для планеты обнаружение.