Epoka e re e zbulimit të ekzoplaneteve fillon me imazhet e ‘vëllait më të vogël të Jupiterit’

Astronomët që përdorin Observatorin W. M. Keck në Maunakea, ishulli Hawaiʻi, kanë zbuluar një nga planetët me masën më të ulët, imazhet e të cilit janë kapur drejtpërdrejt. Ata jo vetëm që ishin në gjendje të masin masën e tij, por ishin gjithashtu në gjendje të përcaktonin se orbita e tij është e ngjashme me planetët gjigantë në sistemin tonë diellor.

Planeti, i quajtur AF Lep b, është ndër të parët e zbuluar ndonjëherë duke përdorur një teknikë të quajtur astrometri; kjo metodë mat lëvizjet delikate të një ylli pritës gjatë shumë viteve për të ndihmuar astronomët të përcaktojnë nëse shoqëruesit e orbitës së vështirë për t’u parë, duke përfshirë planetët, po e tërheqin atë në mënyrë gravitacionale.

Studimi, i udhëhequr nga studenti i diplomuar i astronomisë Kyle Franson në Universitetin e Teksasit në Austin (UT Austin), është publikuar në The Astrophysical Journal Letters.

“Kur përpunuam vëzhgimet duke përdorur teleskopin Keck II në kohë reale për të hequr me kujdes shkëlqimin e yllit, planeti doli menjëherë dhe u bë gjithnjë e më i dukshëm sa më gjatë që vëzhgonim”, tha Franson.

Imazhet e drejtpërdrejta të kapura nga ekipi i Franson zbuluan se AF Lep b është rreth tre herë më e madhe se masa e Jupiterit dhe orbiton AF Leporis, një yll i ri i ngjashëm me diellin rreth 87.5 vite dritë larg. Ata morën një seri imazhesh të thella të planetit duke filluar nga dhjetori 2021; dy ekipe të tjera gjithashtu kapën imazhe të të njëjtit planet që atëherë.

“Kjo është hera e parë që kjo metodë është përdorur për të gjetur një planet gjigant që rrotullohet rreth një analoge të re të diellit,” tha Brendan Bowler, një asistent profesor i astronomisë në UT Austin dhe autor i lartë i studimit. “Kjo hap derën për përdorimin e kësaj qasjeje si një mjet të ri për zbulimin e ekzoplaneteve.”

Pavarësisht se ka një masë shumë më të vogël se ylli i tij pritës, një planet që rrotullohet bën që pozicioni i një ylli të lëkundet pak rreth qendrës së masës së sistemit planetar. Astrometria përdor këtë zhvendosje në pozicionin e një ylli në qiell në krahasim me yjet e tjerë për të konstatuar ekzistencën e planetëve që rrotullohen. Franson dhe Bowler identifikuan yllin AF Leporis si një yllin që mund të strehonte një planet, duke pasur parasysh mënyrën se si ai kishte lëvizur gjatë 25 viteve të vëzhgimeve nga satelitët Hipparcos dhe Gaia.

Për të imazhuar drejtpërdrejt planetin, ekipi UT Austin përdori sistemin optik adaptiv të Keck Observatory, i cili korrigjon për luhatjet e shkaktuara nga turbulencat në atmosferën e Tokës, çiftëzohet me Kamera Vektoriale Vortex 2 (NIRC2) e teleskopit Keck II, e cila shtyp dritën nga ylli pritës në mënyrë që planeti të mund të shihej më qartë. AF Lep b është rreth 10,000 herë më i zbehtë se ylli i tij pritës dhe ndodhet rreth tetë herë në distancën Tokë-Diell.

“Imazhi i planetëve është sfidues,” tha Franson. “Ne kemi vetëm rreth 15 shembuj dhe mendojmë se kjo qasje e re ‘e informuar dinamikisht’ e bërë e mundur nga teleskopi Keck II dhe imazhet optike adaptive NIRC2 do të jenë shumë më efikase në krahasim me sondazhet e verbër që janë kryer gjatë dy dekadave të fundit. “

Dy mënyrat më të zakonshme për gjetjen e planetëve ekstradiellorë përfshijnë vëzhgimin e zbehjes së lehtë periodike të dritës së yjeve nëse një planet kalon rregullisht përpara yllit – si një molë që rrotullohet rreth një drite portiku – dhe matjen e ndryshimeve të vogla në frekuencat e dritës së yjeve. rezultojnë nga planeti që tërheq yllin përpara dhe mbrapa përgjatë drejtimit për në Tokë. Të dyja metodat kanë tendencë të funksionojnë më mirë me planetë të mëdhenj që orbitojnë afër yjeve të tyre pritës, dhe të dyja metodat janë indirekte: ne nuk e shohim planetin, ne shohim vetëm se si ai ndikon tek ylli.

Metoda e kombinimit të imazheve të drejtpërdrejta me astrometrinë mund t’i ndihmojë astronomët të gjenin planetë ekstradiellorë që ishin të vështirë për t’u gjetur më parë me metoda të tjera, sepse ata ishin shumë larg nga ylli i tyre pritës, ishin me masë shumë të vogël ose nuk kishin orbita që ishin anash si. shihet nga Toka. Një përfitim tjetër i kësaj teknike është se i lejon astronomët të masin drejtpërdrejt masën e një planeti, gjë që është e vështirë me metodat e tjera në distanca të gjera orbitale.

Bowler tha se ekipi planifikon të vazhdojë studimin e AF Lep b.

“Ky do të jetë një objektiv i shkëlqyer për t’u karakterizuar më tej me teleskopin hapësinor James Webb dhe gjeneratën e ardhshme të teleskopëve të mëdhenj me bazë tokësore si Teleskopi Giant Magellan dhe Teleskopi Tridhjetë Metër,” tha Bowler. “Ne tashmë po planifikojmë përpjekje më të ndjeshme pasuese në gjatësi vale më të gjata për të studiuar vetitë fizike dhe kiminë atmosferike të këtij planeti.”