Hubble Catches Exoplanet Shadow Play

Unikátní metoda odhaluje vliv planety uvnitř hvězdného disku kolem TW Hydrae.


Vizualizace stínů pohybujících se kolem disku obklopujícího hvězdu TW Hydrae. Černý kruh uprostřed ukazuje oblast blokovanou koronografem. NASA / Space Telescope Science Institute

Fascinující kousek astronomického smutku přesahujícího deset let možná odhalil exoplanet obíhající kolem hvězdy TW Hydrae.

Oznámení učinili astronomové Space Telescope Science Institute na 229. zasedání Americké astronomické společnosti konané v Grapevine v Texasu.

Hypnotický pohled, shromážděný více než 18 let Hubbleovým kosmickým dalekohledem Blízko infračervená kamera a víceobjektový spektrometr (NICMOS) a později pomocí spektroskopu Space Telescope Imaging Spectrograph naznačuje, že stín vysílaný podél prachového disku krouží mladou hvězdu každých 16 let.

Pohyb stínů se vrhl přes prachový disk obklopující TW Hydrae za rok, jak viděl Hubble. Vylepšené zpracování ve spodním obrázku ještě více zviditelňuje stín a jeho pohyb.
NASA / ESA / J. Debes / STScI / STIS

„Toto je první dobře charakterizovaný stín, který má jasný a dobře měřený pohyb v mnoha epochách, “ říká John Debes (Space Telescope Science Institute). "U disků bylo hlášeno několik dalších stínů, ale původ a povaha stínů je špatně známa a vychází z jednoho nebo dvou obrazů."

„Objev zrychlí postup častějšího prohlížení těchto druhů disků, aby bylo vidět, jak běžné jsou pohyblivé stíny, “ dodává.

Stín ví

Astronomové si myslí, že stín není vrhán samotnou exoplanetou, ale vnitřním diskem prachu a plynu, který je nakloněn vzhledem k orbitální rovině.

Umělecké pojetí nakloněného stínicího disku obklopujícího TW Hydrae.
Pole NASA / ESA / A. (STScI)

Asymetrická jasnost prachového disku obklopujícího TW Hydrae byla poprvé zaznamenána v roce 2005, ale absence dalších pozorování zabránila pevným závěrům. Debes a kolegové se kopali zpět do archivů a shromažďovali pozorování nepravidelného disku z roku 1998. Rovněž požádali Hubble, aby pořídil nové snímky, jeden v roce 2015 a jeden v roce 2016, pomocí koronografu, který zablokoval světlo hvězdy a získal lepší vzhled. na svém disku.

Všechny obrázky, zahrnující celkem 18 let, používaly kameru NICMOS, která byla nainstalována během druhé servisní mise Hubble, STS-82, v roce 1997. Pozorování ukázala, že se stín pohyboval a kroužil kolem hvězdy rychlostí 22, 7 ° za rok, což odpovídá 16letému období. To je rychlé - zejména pro stín s tak dlouhým obsazením, zahrnující 50 až 150 astronomických jednotek (au). (Neptunova průměrná vzdálenost od Slunce je pro srovnání 30 au)

Nic tak daleko od hvězdy by se nemělo pohybovat tak rychle, takže bylo okamžitě jasné, že pozorování neodhalila žádný předmět, ale stín něčeho na vnitřním disku. Příčina? Svět Jupiteru (mimo dohled za koronografem) jen 1 au od své hostitelské hvězdy. Přestože svět sám zůstává neviditelný, prozrazuje svou přítomnost tahem za vnitřní disk, jeho nakloněním a nesprávným vyrovnáním s vnějším diskem. Nakloněný vnitřní disk vrhá stín, který precesuje nebo kolísá kolem hvězdy každých 16 pozemských let.

Pozorování Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) se sídlem v poušti Atacama v Chile podporují existenci vnitřního prachového disku. ALMA odhalila podezřelou mezeru jen necelé 1 au od hostitelské hvězdy, přesně tam, kde by měla být podezřelá planeta.

Podivný systém TW Hydrae

TW Hydrae, která se nachází pouhých 194 světelných let od Země v jižní souhvězdí Hydra, mořském hada, je jedenáctou hvězdou typu T Tauri, která je stará pouhých 8 milionů let. Stalo se, že máme téměř čelní pohled na hlavní disk obklopující TW Hydrae, nakloněný jen sedm stupňů od naší linie pohledu.

Umístění TW Hydrae na obloze.
Stellarium

Hledání je průkopníkem nové techniky v lovu exoplanet. Zachycení stínu vrženého vnitřním diskem nám umožňuje odhalit novorozené planety, které by jinak nebyly vidět. Koronografy a adaptivní optika jsou klíčové technologie pro přímé zobrazovací dalekohledy, jejichž cílem je vyřešit exoplanety a protoplanetární disky.

Uvolnění Hubbleova kosmického dalekohledu z nákladového prostoru raketoplánu Atlantis během poslední servisní mise 26letého dalekohledu.
NASA / STS-125

Budoucí mise mohou systému vrhnout více světla. James Webb Space Telescope by například mohl sledovat stín disku TW Hydrae na různých vlnových délkách a mise v současnosti v kosmu, jako je například Gaia Evropské vesmírné agentury, mohou být svědky vlnění centrální hvězdy způsobené gravitačním tahem exoplanety.

"Je to prostě úžasné, kdykoli něco, co překlenuje miliardy kilometrů napříč změnami v našem životě, " říká Debes. "Je vzrušující si myslet, že stín byl přítomen v datech pořízených, když jsem se připravoval na vysokou školu, a nejnovější data byla pořízena teprve o 18 let později."

Astronomie skutečně vyvolává pokoru, protože vidíme, že se změny v časných proto-solárních discích po miliony let odehrávají v průběhu lidského života.

Gratulujeme týmu institutu Space Telescope k skvělému dílu astronomické detektivní práce.