Direkte observationer af en planet, der kredser om en stjerne 63 lysår væk

I de sidste 30 år har antallet af planeter opdaget ud over vores solsystem er vokset eksponentielt. Desværre, på grund af begrænsningerne i vores teknologi, langt de fleste af disse exoplaneter er blevet opdaget med indirekte midler, ofte ved at opdage planeternes transitter foran deres stjerner (transitmetoden) eller ved den tyngdekraftsindflydelse, de udøver på deres stjerne (Radial Velocity Method).

Meget få er blevet afbildet direkte, hvor planeterne er blevet observeret i synligt lys eller infrarøde bølgelængder. En sådan planet er Beta Pictoris b, en ung massiv eksoplanet, der først blev observeret i 2008 af et team fra European Southern Observatory (ESO). For nylig, det samme hold sporede denne planet, da den kredsede om sin stjerne, resulterer i nogle fantastiske billeder og en lige så imponerende time-lapse-video.

Da det først blev observeret i 2008, ESO-teamet bemærkede, at Beta Pictoris b var en "super-Jupiter", med 13 Jupitermasser og en radius på cirka halvanden gange Jupiters. De bemærkede også, at den kredsede om sin stjerne-en ung A-type hovedsekvensstjerne, der er cirka 63 lysår væk i Pictor-stjernebilledet-i en afstand på omkring 9 AU (ni gange afstanden mellem jorden og solen).

Den første opdagelse af denne exoplanet blev foretaget ved hjælp af Nasmyth Adaptive Optics System (NAOS)-Near-Infrared Imager and Spectrograph (CONICA)-som tilsammen er kendt som NACO-instrumentet-på ESOs Very Large Telescope i Chile. Observationer af systemet bemærkede også tilstedeværelsen af ​​kometer og to affaldsdiske, som hjalp astronomer med at forudsige eksistensen af ​​Beta Pictoris b, før den blev observeret.

Siden den gang, det samme hold brugte VLT's Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument (SPHERE) til at spore Beta Pictoris b fra slutningen af ​​2014 til slutningen af ​​2016. På dette tidspunkt, Beta Pictoris b passerede så tæt på stjernens glorie, at holdet ikke var i stand til at løse det ene fra det andet. Men næsten to år senere (i september 2018), Beta Pictoris b kom igen ud af glorie og blev fanget af VLT's SPHERE -instrument.

I betragtning af dens størrelse og brede kredsløb, Beta Pictoris b var en fremragende kandidat til direkte billeddannelse, som SPHERE -instrumentet var specielt designet til. I de fleste tilfælde, Ekstra-solplaneter er umulige at forestille sig direkte ved hjælp af aktuelle teleskoper, fordi lyset fra deres stjerner tilslører alt lys, der reflekteres fra deres overflader og atmosfærer. Dette er især tilfældet med mindre stenede planeter, der kredser tættere på deres stjerner.

Lyset, der reflekteres ud af Beta Pictoris b's atmosfære, er det, der gjorde det muligt for SPHERE at opdage og spore dets kredsløb, og for at få øje på det, da det kom frem fra dets passage foran sin forælderstjerne. Det er vigtigt at bemærke, at dette ikke udgjorde en transit, da planeten ikke passerer direkte foran sin stjerne i forhold til jordbundne observatører. Af denne grund, planeten har ikke registreret ved hjælp af transitmetoden.

På 9 AU fra sin stjerne (1,3 milliarder km; 800 millioner mi), Beta Pictoris b kredser om sin stjerne på afstand, der ligner Saturns kredsløb om vores sol. Dette gør den til den mest nærliggende kredsende eksoplanet, der nogensinde er blevet billeddannet direkte. De billeder, der blev taget af ESO-teamet, tillod også en time-lapse-video, der viser planeten, der kredser om sin stjerne mellem 2014 og 2018 (vist nedenfor).

Både opdagelsen af ​​Beta Pictoris b og den nyere måde, den blev sporet på, var bemærkelsesværdige præstationer. De er også karakteristiske for den overgang, der i øjeblikket finder sted i eksoplanetundersøgelser. Med tusinder af planeter bekræftet og tilgængelige til undersøgelse, forskere bevæger sig væk fra opdagelsesprocessen og mod eksoplanetkarakterisering (bestemmelse af deres atmosfærers sammensætning, og om de rent faktisk kunne understøtte livet).

I de kommende år, mange flere exoplaneter forventes at blive opdaget ved hjælp af direkte billeddannelsesmetoden, takket være næste generations teleskoper, der vil have større opløsning og følsomhed. Disse omfatter James Webb Space Telescope (JWST), det ekstremt store teleskop (ELT) og det gigantiske Magellan -teleskop (MGT).