Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Результаты первого года работы прибора Gemini Planet Imager

Результаты первого года работы прибора Gemini Planet Imager
shortstoryf

На прошедшей 225-й встрече Американского астрономического общества (American Astronomical Society (AAS)) были продемонстрированы результаты первого года работы блока формирования изображений Gemini Planet Imager (GPI) по изучению экзопланет. GPI является современным инструментом, разработанным для того, чтобы наблюдать окружающую обстановку вблизи ярких звезд и находить экзопланеты, подобные Юпитеру, а также изучать протозвездные диски, которые могут скрываться где-то рядом со звездой.

На пресс-конференции были продемонстрированы самые подробные на сегодняшний день изображения и спектры планетарной системы HR 8799. Также были представлены материалы по изучению пылевого кольца у молодой звезды HR 4796A. В частности, GPI получил спектры двух планет системы HR 8799 и тут же возникла небольшая загвоздка, которую не могли понять астрономы. Член команды GPI Патрик Ингрэхэм из Стенфордского университета сообщил, что форма спектров для этих двух экзопланет отличается сильнее, чем предполагалось ранее, согласно цветовой информации об этих объектах. Текущие атмосферные модели этих экзопланет не могут полностью объяснить такие различия в цветах. Возможно, эти различия возникают из-за отличного облачного покрова или состава облаков. Но ученые этому даже рады, поскольку GPI сразу с момента установки на телескоп смог получить эти необычные данные в такой короткий срок в условиях, для работы в которых он даже не был приспособлен. Всё это говорит о том, что прибор GPI является революционным в области изучения экзопланет.

Такую же беспрецедентную информацию ученым удалось получить и при изучении пылевого диска вокруг звезды HR 4796A, в частности в плане изучения его поляризованного света. GPI не только видит этот диск более чётко, чем предыдущие инструменты, но также может увидеть то, как поляризованный свет возникает, что является крайне важным для понимания его физических свойств. Измерения инструмента показали, что пылевой диск может быть частично непрозрачным, подразумевая, что он имеет намного большую плотность, чем подобные скопления пыли на далеких рубежах нашей Солнечной системы. Кольцо, окружающее HR 4796A, в диаметре в два раза больше чем орбита Нептуна, а его масса в два раза больше Солнца. Вся эта информация очень хорошо демонстрирует возможности прибора GPI в изучении поляризации. Такие наблюдения важны в получении научных данных о всех типах планетарных систем, что в конечном счёт должно дать ответ на вопрос, насколько уникальна наша собственная Солнечная система.

Во время своего ввода в эксплуатацию, GPI наблюдал множество целей, варьирующихся от астероидов в Солнечной системе, до старых звезд, находящихся в конце своей жизни. Уже сейчас опубликовано восемь работ, в проведении которых участвовал этот инструмент. В настоящее время инженеры смогли полностью интегрировать GPI в телескоп обсерватории Джемини, что позволило полностью автоматизировать его работу и приступить к обычным исследованиям.

Но есть одна вещь, которую GPI ещё не сделал: он не обнаружил новых экзопланет, потому что для ранних тестов астрономы сконцентрировались на известных планетах и дисках. Теперь, когда прибор полностью введён в эксплуатацию, начнётся поиск новых объектов. Уже разработана программа под названием Gemini Planet Imager Exoplanet Survey (GPIES) в рамках которой в течение следующих лет будет изучено 600 тщательно отобранных звезд. GPI видит экзопланеты по их инфракрасному излучению, который они испускают в молодости, поэтому первоначально GPIES будет концентрировать на самых молодых и самых близких звёздах. Для этого уже отобраны 50 звёзд из общего изучаемого числа. Как известно, если была найдена потенциальная экзопланета, её присутствие требуется подтвердить с помощью других обсерваторий, потому что объект может быть не планетой, а звездой на заднем плане. С использованием устаревшего оборудования этот процесс мог затянуться на годы.

Фото
Система HR 8799

Источник: Christian Marois (NRC Canada), Patrick Ingraham (Stanford University) and the GPI Team

Изображение от GPI планетарной системы у звезды HR 8799 в полосе K, показаны 3 из 4 планет. Планета b находится вне поля зрения слева. Эти данные были получены 17 ноября 2013 года в течение первой недели работы прибора при сложных погодных условиях с использованием адаптивной оптики и коронографа. Как видно, даже при таких условиях, экзопланеты могут быть хорошо изучены, а их спектры измерены.


HR 8799 спектроскопия

Источник: Patrick Ingraham (Stanford University), Mark Marley (NASA Ames), Didier Saumon (Los Alamos National Laboratory) and the GPI Team

Спектроскопия GPI экзопланет c и d в системе HR 8799. В то время как ранние исследования показали, что эти планеты имеют одинаковую яркость и цвета, измеренные спектры GPI показывают значительные различия. Спектр планеты d плавно увеличивается от 1.9 до 2.2 микрон, спектр планеты c показывает более резкое увеличение сразу за пределами двух микрон. Эти исследования показывают, что эти планеты имеют схожую массу и одинаковый возраст, но тем не менее у них есть существенные различия в свойствах атмосферы. У планеты c присутствует неоднородный облачный покров, у планеты d он более однороден. Также эти различия в спектрах могут возникнуть из-за разного химического состава атмосфер.


HR 4796A

Источник: Marshall Perrin (Space Telescope Science Institute), Gaspard Duchene (UC Berkeley), Max Millar-Blanchaer (University of Toronto), and the GPI Team

Поляриметрическое изображение от GPI околозвездного диска вокруг HR 4796A. Есть информация, что этот диск, состоящий из пыли и планетезималей, в некоторой степени подобен увеличенной версии Пояса Койпера. Эти наблюдения показывают сложные изменения в яркости и поляризации этого диска. Западная сторона (находится ближе к Земле) кажется более яркой в поляризованном свете, в то время как восточная сторона немного светлее в полной интенсивности света.


HR 4796A диск

Источник: Marshall Perrin (Space Telescope Science Institute)

Диаграмма, показывающая пересмотренную модель ориентации и состава пылевого кольца вокруг HR 4796A. Чтобы соответствовать наблюдаемым уровням поляризации диск должен состоять из относительно больших (> 5 мкм) силикатных частиц пыли, которые рассеивают свет наиболее активно и больше его поляризуют. Чтобы объяснить относительную слабость общей интенсивности света восточной стороны диска, он должен быть достаточно плотными, чтобы эта область перестала быть прозрачной. Эта пересмотренная модель требует, чтобы диск был более узким и более плоским, чем предполагалось ранее, что автоматически создаёт новую загвоздку в теории, объясняющей динамику звёздных дисков.

Звёзды

HR 8799

HR 4796

По информации обсерватории Джемини.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google