Astronomer afslører det første direkte billede af Beta Pictoris c ved hjælp af et nyt astronomiinstrument

Langt de fleste planeter i nærheden af ​​fremmede stjerner opdages af astronomer ved hjælp af sofistikerede metoder. Exoplaneten vises ikke på billedet, men åbenbarer sig indirekte i spektret. Det er nu lykkedes et hold forskere fra Max Planck Institutes for Astronomy and Extraterrestrial Physics at opnå den første direkte bekræftelse af en tidligere opdaget exoplanet ved hjælp af metoden til måling af radial hastighed. Ved at bruge GRAVITY-instrumentet ved VLT-teleskoperne i Chile, astronomerne observerede det svage glimt af planeten Beta Pictoris c, omkring 63 lysår væk fra Jorden, ved siden af ​​dens moderstjernes klare stråler. Forskerne kan nu udlede både lysstyrken og den dynamiske masse af en exoplanet ud fra disse observationer og dermed bedre indsnævre dannelsesmodellerne for disse objekter.

Ved at kombinere lyset fra de fire store VLT-teleskoper, astronomer i GRAVITY-samarbejdet har formået direkte at observere glimtet af lys, der kommer fra en exoplanet tæt på sin moderstjerne. Planeten kaldet "b Pictoris c" er den anden planet fundet i kredsløb om sin moderstjerne. Det blev oprindeligt detekteret af den såkaldte "radialhastighed, " som måler træk og træk på moderstjernen på grund af planetens kredsløb. b Pictoris c er så tæt på sin moderstjerne, at selv de bedste teleskoper ikke var i stand til direkte at afbilde planeten indtil videre.

"Dette er den første direkte bekræftelse af en planet detekteret ved radialhastighedsmetoden, " siger Sylvestre Lacour, leder af ExoGRAVITY observationsprogrammet. Radial hastighedsmålinger er blevet brugt i mange årtier af astronomer, og har givet mulighed for påvisning af hundredvis af exoplaneter. Men aldrig før var astronomerne i stand til at opnå en direkte observation af en af ​​disse planeter. Dette var kun muligt, fordi GRAVITY-instrumentet, placeret i et laboratorium under de fire teleskoper, det bruger, er et meget præcist instrument. Den observerer lyset fra moderstjernen med alle fire VLT-teleskoper på samme tid og kombinerer dem til et virtuelt teleskop med de detaljer, der kræves for at afsløre b Pictoris c.

"Det er fantastisk, hvilket niveau af detaljer og følsomhed vi kan opnå med GRAVITY, " undrer Frank Eisenhauer, ledende videnskabsmand i GRAVITY-projektet ved MPE. "Vi er lige begyndt at udforske fantastiske nye verdener, fra det supermassive sorte hul i centrum af vores galakse til planeter uden for solsystemet."

Den direkte detektion med GRAVITY, imidlertid, var kun muligt på grund af nye radiale hastighedsdata, der præcist etablerede orbitalbevægelsen af ​​b Pictoris c, præsenteret i et andet papir udgivet også i dag. Dette gjorde det muligt for holdet præcist at lokalisere og forudsige planetens forventede position, så GRAVITY var i stand til at finde den.

b Pictoris c er således den første planet, der er blevet opdaget og bekræftet med begge metoder, radial hastighedsmålinger og direkte billeddannelse. Ud over den uafhængige bekræftelse af exoplaneten, astronomerne kan nu kombinere viden fra disse to tidligere adskilte teknikker. "Det betyder, vi kan nu få både lysstyrken og massen af ​​denne exoplanet, " forklarer Mathias Nowak, hovedforfatteren på GRAVITY-opdagelsespapiret. "Som hovedregel jo mere massiv planeten, jo mere lysende er det."

I dette tilfælde, imidlertid, dataene om de to planeter er noget forvirrende:Lyset fra b Pictoris c er seks gange svagere end sin større søskende, b Pictoris b. b Pictoris c har 8 gange massen af ​​Jupiter. Så hvor massiv er b Pictoris b? Radialhastighedsdata vil i sidste ende besvare dette spørgsmål, men det vil tage lang tid at få nok data:en hel bane for planet b omkring dens stjerne tager 28 af vores år!

"Vi brugte GRAVITY før til at opnå spektre af andre direkte afbildede exoplaneter, som selv allerede indeholdt hints om deres dannelsesproces, " tilføjer Paul Molliere, der som postdoc ved MPIA modellerer exoplanetspektre. "Denne lysstyrkemåling af b Pictoris c, kombineret med dens masse, er et særligt vigtigt skridt til at begrænse vores planetdannelsesmodeller." Yderligere data kan også leveres af GRAVITY+, næste generations instrument, som allerede er under udvikling.