Астрономы с помощью аппарата для поиска планет HARPS в обсерватории ESO Ла Силья в Чили впервые прямо зарегистрировали спектр видимого света, отраженного от экзопланеты. Эти наблюдения также раскрывают новые свойства известного объекта — первой внесолнечной планеты, обнаруженной вокруг обычной звезды: 51 Пегаса.
Результаты предполагают очень интересное будущее для этой техники, особенно когда будут развернуты инструменты нового поколения, такие как ESPRESSO на VLT, и будущие телескопы, такие как E-ELT.
Внесолнечная планета 51 Pegasi b [1] расположена в 50 световых годах от Земли в созвездии Пегаса. Она была открыта в 1995 году и навсегда останется в памяти как первая подтвержденная экзопланета, обнаруженная вокруг солнцеподобной звезды [2]. Он также признан архетипом «горячего Юпитера» — класса планет, которые, как теперь известно, относительно распространены, характеризуются размерами и массами, подобными Юпитеру, но находятся на орбитах намного ближе к своим родительским звездам.
С момента этого новаторского открытия более 1900 экзопланет были подтверждены в 1200 планетарных системах, но к своему двадцатилетнему юбилею 51 Pegasi b снова возвращается на кольцо, чтобы обеспечить дальнейшие продвинутые исследования экзопланет.
Команду, которая сделала новое обнаружение, возглавил Хорхе Мартинс из Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) и Universidade do Porto, Portugal, который в настоящее время является аспирантом ESO в Чили. Ученые использовали инструмент HARPS на 3,6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силья в Чили.
В настоящее время наиболее широко используемый метод изучения атмосфер экзопланет состоит в наблюдении за спектром звезды-хозяина, поскольку он фильтруется атмосферой планеты во время прохождения — метод, известный как спектроскопия пропускания. Альтернативный подход заключается в наблюдении за системой, когда звезда проходит перед планетой, что в первую очередь дает информацию о температуре экзопланеты.
Новый метод не зависит от поиска транзитов планет, поэтому его можно использовать для изучения многих других таких объектов. Он позволяет напрямую определять спектр экзопланеты в видимом диапазоне, а это значит, что вы можете проверять свойства отдельных планет, недоступные при использовании других методов.
Спектр звезды-хозяина используется в качестве шаблона при поиске подобных сигнатур в свете, который, как ожидается, будет отражаться от планеты на ее орбите. Это чрезвычайно сложная задача, потому что планеты очень тусклые по сравнению с ослепительным сиянием их звезд.
Сигнал с планеты так же легко блокируется другими незначительными эффектами и источниками шума [3]. Несмотря на такие многочисленные трудности, успех этой техники применительно к данным 51 Pegasi b, собранным прибором HARPS, доказывает большую ценность этой концепции.
Хорхе Мартинс объясняет: « Этот тип метода обнаружения очень важен с научной точки зрения, поскольку он позволяет нам измерить истинную массу и наклон планеты, что имеет решающее значение для полного понимания системы. Это также позволяет нам оценить отражательную способность планеты, альбедо, которое можно использовать для вывода о составе как поверхности планеты, так и ее атмосферы».
Было обнаружено, что 51 Pegasi b имеет массу примерно в два раза меньше массы Юпитера, а его орбита имеет наклон около девяти градусов к направлению Земли [4]. Планета кажется больше Юпитера в диаметре и обладает отличными отражающими свойствами. Это типичные свойства горячего Юпитера, находящегося близко к своей звезде и подвергающегося интенсивному звездному излучению.
HARPS был ключом к работе команды, но тот факт, что результаты были получены с помощью 3,6-метрового телескопа, который имеет ограниченные возможности для применения этой техники, является очень интересной новостью для астрономов. Существующие инструменты, подобные этому, будут заменены гораздо более совершенными инструментами на более крупных телескопах, такими как VLT ESO и будущий Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп [5].
«Теперь мы с нетерпением ждем первого света от спектрографа ESPRESSO на VLT, чтобы провести более детальное исследование этой и других планетарных систем», — резюмирует Нуно Сантос из IA и Universidade do Porto, соавтор новой публикации.
Примечания
[1] И 51 Pegasi b, и ее принимающая звезда 51 Pegasi входят в число целей, которые будут названы в открытом конкурсе NameExoWorlds, проводимом Международным астрономическим союзом (IAU).
[2] Два более ранних планетарных объекта были обнаружены на орбитах в экстремальных условиях вокруг пульсара. Это сделал польский астроном проф. Александр Вольщан.
[3] Задача аналогична попытке изучить слабое свечение, отражаемое крошечным насекомым, летящим вокруг яркой далекой лампы.
[4] Это означает, что орбита планеты близка к «боку» к Земле, но недостаточно близка для того, чтобы происходили транзиты.
[5] ESPRESSO на VLT, а затем и более мощные инструменты на гораздо более крупных телескопах, таких как E-ELT, значительно повысят точность и возможности сбора света, помогая обнаруживать более мелкие экзопланеты и предоставляя более подробные данные о таких планетах, как 51 Pegasi. б.
