Новая планета, названная 51 Eridani b, является первой экзопланетой, обнаруженной Блоком формирования изображений Планеты Близнецов, новым инструментом, управляемым международным сотрудничеством, возглавляемым Брюсом Макинтошем, преподавателем физики в Стэнфордском университете и члене Института Kavli Астрофизики Частицы и Космологии. Это – миллион раз, более слабый, чем его родительская звезда, и показывает самую сильную подпись метана, когда-либо обнаруженную на иностранной планете, которая должна привести к дополнительным подсказкам относительно того, как планета сформировалась.Результаты изданы в текущей проблеме Науки.
Свободный путь видаGemini Planet Imager (GPI) был специально разработан для обнаружения и анализа слабых, молодых планет, вращающихся вокруг ярких звезд.
В то время как обсерватория пространства Кеплера НАСА обнаружила тысячи планет, она делает так же косвенно, обнаруживая потерю звездного света, как планета проходит перед ее звездой. GPI вместо этого ищет свет с самой планеты.«Чтобы обнаружить планеты, Кеплер видит их тень», сказал Макинтош. «Блок формирования изображений Планеты Близнецов вместо этого видит их жар, который мы называем прямым отображением».Астрономы используют адаптивную оптику, чтобы обострить изображение звезды, и затем блокировать звездный свет.
Любой остающийся поступающий свет тогда проанализирован с самыми яркими пятнами, указывающими на возможную планету.В прошлом году GPI был установлен на 8-метровых Близнецах Южный Телескоп в Чили, и команды намереваются искать планеты, вращающиеся вокруг молодых звезд, определяя почти 100 до сих пор.«Это – точно вид системы, мы предположили обнаружение, когда мы проектировали GPI», сказал Джеймс Грэм, преподаватель в Калифорнийском университете, Беркли и координатор проекта для GPI.«51 Eri – одна из лучших звезд для отображения молодые планеты», сказал соавтор Эрик Нильсен, постдокторский исследователь в Стэнфорде и Институте SETI. «Это – одна из очень самых молодых звезд это близко к Солнцу.
51 Eri родились 20 миллионов лет назад, спустя 40 миллионов лет после того, как динозавры вымерли».Насколько космические часы затронуты, 20 миллионов лет молодо, и это точно, что сделало прямое обнаружение планеты возможным. Когда планеты соединяются, материал, попадающий в планету, выпускает энергию и подогревает его.
За следующие сто миллионов лет планета излучает ту энергию далеко, главным образом как инфракрасный свет.Как только астрономы обнулили в на звезде, они заблокировали его легкое и определили легкое отражение от 51 Eridani b, двигаясь по кругу немного дальше от ее родительской звезды, чем Сатурн делает от солнца.
Свет с планеты очень слаб – больше чем 3 миллиона раз, более слабые, чем ее звезда – но GPI видит его ясно. Наблюдения показали, что это – примерно дважды масса Юпитера, половины или меньше массы молодых планет, обнаруженных до настоящего времени.В дополнение к тому, чтобы быть самой низкой массовой планетой, когда-либо изображенной, это – также один из самых холодных – 800 градусов по Фаренгейту, тогда как другие – приблизительно 1 200 F – и показывает самый сильный атмосферный сигнал метана, когда-либо имевший место.
Предыдущие подобные Юпитеру экзопланеты показали только слабые следы метана, сильно отличающегося от тяжелых атмосфер метана газовых гигантов в нашей солнечной системе.Все эти особенности, исследователи говорят, указывают на планету, которая является очень, какие модели предполагают, что Юпитер был похож в ее младенчестве.
«Многие астрономы экзопланет имеют изображенный, прежде чем будут иметь атмосферы, которые похожи на очень прохладные звезды», сказал Макинтош, кто привел строительство GPI и теперь ведет охотящийся на планету обзор. «Этот похож на планету».Конечно, это точно не похоже на Юпитер – его 800 температур F все еще достаточно горячие, чтобы расплавить лидерство – но есть знаки, которые это разовьет в знакомую форму.
«В атмосферах холодных гигантских планет нашей солнечной системы углерод найден как метан, в отличие от большинства экзопланет, где углерод был главным образом найден в форме угарного газа», сказал Марк Марли, астрофизик в Исследовательском центре Эймса. «Начиная с атмосферы 51 Eri b – также богатый метан, это показывает, что эта планета хорошо продвигается к становлению кузеном нашего собственного знакомого Юпитера».Ключ к солнечной системе?
В дополнение к расширению вселенной известных планет GPI даст ключевые представления относительно того, как солнечные системы формируются. Астрономы полагают что газовые гиганты в нашей солнечной системе, сформированной, создавая большое ядро за несколько миллионов лет и затем таща в огромном количестве водорода и других газов, чтобы сформировать атмосферу.Но подобные Юпитеру экзопланеты, которые были до сих пор обнаружены, намного более горячие, чем модели предсказали, намекнув, что они, возможно, сформировались намного быстрее, поскольку материал разрушается быстро, чтобы сделать очень горячую планету. Это – важное различие.
Процесс основного наращивания может также сформировать скалистые планеты как Земля; быстрый и горячий крах мог бы только сделать гиганта gassy планетами. 51 Eridani b достаточно молоды, что это «помнит» свое формирование.
«51 Eri b являются первым, это достаточно холодно и достаточно близко к звезде, что это, возможно, действительно сформировало право, где это – ‘старомодный путь’», сказал Макинтош. «Эта планета действительно, возможно, сформировала тот же самый способ, которым Юпитер сделал – целая солнечная система могла много быть похожей на наш».Есть сотни планет, немного больше, чем Земля там, Макинтош сказал, но нет до сих пор никакого способа знать, является ли большинство из них действительно «суперземлями» или просто микроизмеренными планетами газа и льда как Нептун или что-то другое в целом.
Используя GPI, чтобы изучить более молодые солнечные системы, такие как 51 Eridani, он сказал, поможет астрономам понять формирование наших соседних планет, и как распространенный, что формирующий планету механизм всюду по вселенной.