ШТА ЈЕ МЕТОДА ДИРЕКТНОГ СНИМАЊА?

Send

Добродошли на најновији део у нашој серији о методама лова на Екопланет. Данас започињемо с врло тешком, али врло обећавајућом методом познатом као Дирецт Имагинг.

У последњих неколико деценија, број планета откривених изван нашег Сунчевог система порастао је скоковима и границама. Од 4. октобра 2018. године у 2.887 планетарних система потврђено је укупно 3.889 егзопланета, а 638 система има више планета. Нажалост, због ограничења са којима су астрономи били присиљени да се суоче, велика већина њих откривена је индиректним методама.

До сада је откривено само неколико планета снимањем док орбитирају око својих звезда (ака. Дирецт Имагинг). Иако је изазовна у поређењу са индиректним методама, ова метода је најперспективнија када је у питању карактеризација атмосфере егзопланета. До сада је потврђено 100 планета у 82 планетарна система помоћу ове методе, а очекује се да ће још много њих бити пронађено у блиској будућности.

Опис:

Као што име каже, Дирецт Имагинг се састоји од директног снимања слика егзопланета, што је могуће претраживањем светлости која се рефлектује из атмосфере планете на инфрацрвеним таласним дужинама. Разлог за то је зато што је на инфрацрвеним таласним дужинама једна звезда вероватно само око милион пута сјајнија од планете која рефлектује светлост, а не милијарду пута (што је уобичајено код визуелних таласних дужина).

Једна од најочитијих предности Дирецт Имагинг-а је то што је мање склона лажним позитивним резултатима. Док је транзитна метода склона лажним позитивним резултатима у до 40% случајева који укључују систем једне планете (потребно је праћење), планете откривене методом радијалне брзине захтевају потврду (отуда зашто је обично упарен са методом транзита) . Супротно томе, директно сликање омогућава астрономима да заправо виде планете које траже.

Иако су прилике за коришћење ове методе ретке, где год се директно открију, он може научницима пружити драгоцене информације о планети. На пример, испитивањем спектра који се рефлектују из атмосфере планете, астрономи могу да добију виталне информације о њеном саставу. Ове информације су својствене карактеризацији егзопланета и одређивању да ли је потенцијално погодна за живот.

У случају Фомалхаута б, ова метода је омогућила астрономима да науче више о интеракцији планете са протопланетарним диском звезде, поставе ограничења на масу планете и потврде присуство масивног система прстенова. У случају ХР 8799, количина инфрацрвеног зрачења која се рефлектује из атмосфере његове егзопланете (у комбинацији са моделима планетарног формирања) дала је грубу процену масе планете.

Директно снимање најбоље делује на планетама које имају широку орбиту и посебно су масивне (попут гасних гиганта). Такође је врло корисно за откривање планета које су постављене „лицем у лице“, што значи да не пролазе испред звезде у односу на посматрача. То га чини бесплатним за радијалну брзину, што је најефикасније за откривање планета које су „преко ивице“, где планете врше транзите своје звезде.

У поређењу са другим методама, Дирецт Имагинг је прилично тежак због светлуцавог ефекта који има звезда. Другим речима, веома је тешко открити светлост која се рефлектује из атмосфере планете када је њена матична звезда толико сјајнија. Као резултат тога, прилике за директно снимање су веома ретке користећи тренутну технологију.

Планете се углавном могу открити овим методом само када орбитирају на великим удаљеностима од својих звезда или су посебно велике. То га чини веома ограниченим када је у питању потрага за земаљским (ака. „Налик на Земљу“) планетама које орбитирају ближе својим звездама (тј. Унутар зоне становања њихове звезде). Као резултат, ова метода није нарочито корисна када је у питању тражење егзопланета које су потенцијално погодне за живот.

Примери истраживања директним сликањем:

Прва детекција егзопланета направљена овом техником догодила се јула 2004. године, када је група астронома користила веома велики телескопски низ (ВЛТА) Европске јужне опсерваторије за снимање планете неколико пута већу од масе Јупитера у непосредној близини 2М1207 - смеђи патуљак смјештен на око 200 светлосних година од Земље.

2005. године додатна запажања потврдила су орбиту ове егзопланете око 2М1207. Међутим, неки су остали сумњичави да је ово био први случај „директног снимања“, пошто је ниска светлост смеђег патуљака омогућила откривање планете. Поред тога, због тога што орбитира смеђим патуљем, неки су тврдили да гасни гигант није исправна планета.

У септембру 2008. године, предмет је снимљен са раздвајањем од 330 АУ око његове звезде домаћина, 1РКСС Ј160929.1? 210524 - који се налази на 470 светлосних година у сазвежђу Скорпион. Међутим, тек 2010. године потврђено је да је планета и пратилац звезде.

13. новембра 2008. године, тим астронома објавио је да су снимили ексопланет који орбитира око звезде Фомалхаута помоћу свемирског телескопа Хуббле. Откриће је омогућено захваљујући густом диску гаса и прашине који окружује Фомалхаут и оштрој унутрашњој ивици која наговештава да је планета очистила отпатке са свог пута.

Следећа запажања са Хубблеом су произвела слике диска, што је астрономима омогућило лоцирање планете. Други фактор који доприноси је чињеница да је ова планета, која је двоструко већа од Јупитера, окружена системом прстена који је неколико пута дебљи од Сатурнових прстенова, што је узроковало да планета прилично светли у визуелном светлу.

Истог дана астрономи који су користили телескопе из опсерваторије Кецк и опсерваторије Близанци објавили су да су снимили 3 планете у орбити око ХР 8799. Ове планете, масе 10, 10 и 7 пута веће од Јупитера, све су откривене инфрацрвеном везом таласне дужине. То се приписује чињеници да је ХР 8799 млада звезда, а за планете око ње се сматра да још увек задржавају део топлоте свог формирања.

2009. године анализом слика из 2003. године откривено је постојање планете у орбити Бета Пицторис. 2012. године астрономи који користе телескоп Субару у Опсерваторију Мауна Кеа објавили су снимак „Супер-Јупитера“ (са масом од 12,8 Јупитера) који орбитира око звезде Каппа Андромедае на удаљености од око 55 АУ (скоро двоструко удаљеност Нептуна од Нед).

Током година пронађени су и други кандидати, али до сада су непотврђени као планете и могли би бити смеђи патуљци. Укупно је 100 егзопланета потврђено методом Дирецт Имагинг (отприлике 0,3% свих потврђених егзопланета), а велика већина су били гасни дивови који су орбитирали на великим удаљеностима од својих звезда.

Међутим, очекује се да ће се то променити у блиској будућности како буду постали доступни телескопи нове генерације и друге технологије. Ту се убрајају земаљски телескопи опремљени адаптивном оптиком, попут Тридесетметарског телескопа (ТМТ) и Магеллан телескопа (ГМТ). Такође укључују телескопе који се ослањају на коронографију (попут Јамес Вебб Спаце Телесцопе-а (ЈВСТ)), где се уређај унутар телескопа користи за блокирање светлости неке звезде.

Друга метода која се развија је позната као „звијезда“, уређај који је постављен тако да блокира свјетлост из звијезде прије него што уопће уђе у телескоп. За свемирски телескоп који тражи егзопланете, звијезда би била засебна свемирска летелица, дизајнирана да се постави на правој удаљености и угао како би блокирала свјетлост звијезда које астрономи посматрају.

Овдје имамо много занимљивих чланака о лову на егзопланету у часопису Спаце Магазине. Ево шта је метода транзита ?, шта је метода радијалне брзине ?, шта је метода гравитационог микроосвежавања ?, и Кеплеров универзум: више планета у нашој Галаксији него звезда.

Астрономи Цаст такође има неколико занимљивих епизода на ову тему. Ево епизоде 367: Спитзер ради егзопланете и епизода 512: директно снимање егзопланета.

За више информација, провјерите НАСА-ино страницу о истраживању егзопланета, страницу планетарног друштва на екстрасоларним планетама и архиву егзопланета НАСА / Цалтецх.

Извори: