'Млади Јупитер' 51 Еридани б: Зашто је директно снимање егзопланете велико (Кавли К+А)

Егзопланета 51 Ери б, егзопланете

Уметнички приказ егзопланете сличне Јупитеру, 51 Ери б, виђене у блиској инфрацрвеној светлости која приказује вреле слојеве дубоко у њеној атмосфери како сијају кроз облаке. Због својих младих година, овај млади рођак нашег Јупитера још је врућ и носи информације о начину на који је настао пре 20 милиона година. (Кредит за слику: Даниелле Футселаар & Францк Марцхис, Институт СЕТИ)





Адам Хадхази, писац и уредник Фондације Кавли, дао је допринос овом чланку Специјални гласови компаније Спаце.цом: Оп-Ед & Инсигхтс .

Астрономи су шпијунирали нови ванземаљски свет, 51 Еридани б, за који верују да упечатљиво подсећа на младог Јупитера. Са масом само двоструко већом од краљевске планете нашег Сунчевог система, 51 Еридани б представља можда најхладнију и најмању егзопланету која је икада снимљена. Штавише, он носи најјаче егзопланетарне потписе до сада гасног метана, који је истакнут у Јупитеровој атмосфери.

51 Еридани б је први свет откривен помоћу Гемини Планет Имагер -а, међународног пројекта који је водио Бруце Мацинтосх из Институт за астрофизику честица и космологију Кавли (КИПАЦ) на Универзитету Станфорд. Резултати се данас појављују у часопису Сциенце и у Станфордској вести 'Астрономи откривају' егзопланету 'младог Јупитера'. [ Нашао! „Млади Јупитер“, најмања егзопланета коју је телескоп директно видео]



Постављен на 8-метарски јужни телескоп Близанци у Чилеу, Имагер је започео потрагу за џиновским планетама које окружују 600 младих звезда у новембру 2014. У децембру се 51 Еридани б појавило око звезде удаљене око 100 светлосних година. Новооткривени свет кружи око своје матичне звезде на удаљености нешто удаљенијој од Сатурнове око нашег Сунца. Све у свему, планета и њена звезда су само 20 милиона година млади-пролећни пилићи у поређењу са нашим Сунчевим системом старим 4,6 милијарди година.

Због своје младости, 51 Еридани б тиња на 800 степени Целзијуса (427 степени Целзијуса), али је и даље више од три милиона пута мање осветљен од свог звезданог домаћина. Имагер је посебно дизајниран да уочи нове егзопланете одвајајући њихову слабу светлост од огромног сјаја њихових звезда домаћина, нудећи тако откривајући поглед уназад у ране, мутне ере формирања планета.

Брус Мацинтосх



Брус Мацинтосх(Кредит за слику: Бруце Мацинтосх, Универзитет Станфорд, Институт Кавли)

Фондација Кавли разговарала је са Мацинтосх -ом о 51 Еридани б и како би могла одговорити на главна питања о постанку светова.

Слиједи уређени транскрипт расправе, а његовим учесницима је пружена могућност да измијене или уреде своје примједбе.



КАВЛИ ФОНДАЦИЈА: Астрономи су већ открили стотине егзопланета налик Јупитеру и директно видели неколико младих, врелих, ужарених егзопланета попут 51 Еридани б. Дакле, шта ову планету чини тако занимљивом?

Брус Мацинтосх: Већина планета које су претходно снимљене изгледају помало попут звезда, док 51 Еридани б изгледа као планета. Имагер има спектрограф који раздваја светлост у њене саставне боје, а ти такозвани спектри носе маркере хемијских елемената у атмосфери планете. Светлосни спектар из 51 Еридани б подсећа на Јупитеров на начин на који ниједан спектар егзопланете до сада није имао због јаких знакова метана.

ТКФ: Шта вам је пролазило кроз главу док су ова својства слична планети 51 Еридани б постала очигледна?

Б.М .: Увек постоји кратка фаза „Шта смо погрешили?“ и 'Не може бити стварно!' Након што је то прошло, откриће је било прилично узбудљиво јер је то управо оно што је направљено од Гемини Планет Имагер -а. Видели смо нашу прву релативно хладну планету мале масе.

Егзопланет 51 Еридани б, свет стар само 20 милиона година и још увек врућ од свог настанка, снимљен је у Сунчевом систему удаљеном 96 светлосних година од Земље. Сазнајте све о 51 Еридани б у нашој потпуној инфографици.

Егзопланет 51 Еридани б, свет стар само 20 милиона година и још увек врућ од свог настанка, снимљен је у Сунчевом систему удаљеном 96 светлосних година од Земље. Сазнајте све о 51 Еридани б у нашој потпуној инфографици.(Кредит за слику: Аутор Карл Тате, уметник инфографике)

ТКФ: Како је Имагер Планет Близанци омогућио ово откриће?

Б.М .: Астрономски инструменти који су до сада успешно снимили неколико планета нису заиста направљени за тај задатак. То су биле камере опште намене направљене да гледају галаксије. Нико није мислио да ће се они заправо користити за проучавање егзопланета!

Гемини Планет Имагер изграђен је од темеља само за откривање екстрасоларних планета. Има посебне маске за блокирање светлости од матичних звезда које би иначе надјачале њихове релативно тамне планете. Има моћан систем „адаптивне оптике“ који може смањити ефекте замућења слике услед атмосферских турбуленција боље од својих претходника. И има огледала која су супер полирана у великом, чистом кућишту тако да на њима нема мрља прашине које би се могле заменити за планете.

Спојили сте све те факторе и Гемини Планет Имагер је пет до 10 пута осетљивији од својих претходника. Та осетљивост нам је омогућила да одаберемо 51 Еридани б.

ТКФ: Који су ваши циљеви истраживања са Гемини Планет Имагер -ом?

Б.М .: Циљ највишег нивоа је разумевање процеса који формирају планете. Астрономи имају проблем јер су многа открића егзопланета преврнула старе теорије о формирању планета. Старе теорије су заиста биле добре у објашњавању како је направљен наш Сунчев систем, и тако смо мислили да ће други изгледати. Али сада знамо да наш Сунчев систем није ни приближно типичан.

Стога је важно да Имагер планета Близанаца може видети велике планете величине Јупитера у спољним деловима Сунчевог система и извршити спектроскопију на тим планетама да види од чега су направљене. Из ових мерења можемо добити неке трагове о томе како су те планете настале.

У овој смо ери у којој смо бројали много егзопланета , али морамо почети да их карактеришемо. Томе служи ГПИ.

Уметник

ТКФ: Како ће откриће 51 Еридани б помоћи да се одговори на велика питања о планетарној формацији?

Б.М .: 51 Еридани б је много тамнији и хладнији од осталих младих, ужарених планета које смо видели. Његова атмосфера се заиста променила из стања готово звезде у коме доминирају огромни, ужарени облаци течног метала или прашине. 51 Еридани б се довољно охладио да се у његовој атмосфери створила огромна количина метана, која се не може појавити у атмосфери звезде. Метан је оно што смо очекивали да видимо на планетама јер га је Јупитер пун.

51 Еридани б је тако млад, да се на неки начин 'сећа' свог формирања. Услове било ког процеса који је направио није време избрисано. Његова температура, величина и маса зависе од тога да ли се формира на начин на који мислимо да је Јупитер настао у спором, корак по корак процесу, или можда кроз неки много бржи, изненадни процес колапса који је веома различит. Тренутно не можемо рећи шта је од тога тачно, али како то будемо више проучавали, моћи ћемо.

ако ти

Ако сте актуелни стручњак-истраживач, пословни лидер, аутор или иноватор-и желите да дате свој допринос у опусу, пошаљите нам е -пошту овде .(Кредит за слику: СПАЦЕ.цом)

ТКФ: Модел за настанак Јупитера познат је као „хладни старт“. То је у суштини процес одоздо према горе, где се комадићи прашине накупљају у већем, планетарном објекту. Алтернативни модел је „врући старт“ или одозго према доле, где се огроман, хладан облак гаса изненада сруши у врелу, новорођену планету. Како откриће 51 Еридани б може помоћи астрофизичарима да утврде који је модел у праву или је барем чешћи?

Б.М .: Процес „врућег старта“ одличан је за формирање џиновских планета, али је ужасан за формирање Земље. С друге стране, процес „хладног старта“ је прилично добар у формирању планета у широком распону маса, од дивова попут Јупитера, који има више од 300 пута већу масу Земље, па до светова величине Земље. Ипак, проблем са моделима хладног старта за које мислимо да су формирали Јупитер је то што они раде само на прилично уском распону места у Сунчевом систему. Не могу да делују близу звезде или веома далеко од звезде - оба су места на којима знамо да постоји много егзопланета. Откриће тих светова је оно што је нагнало људе да уопште осмисле моделе формирања врућег старта. Ови модели, међутим, нису опсервативно потврђени. За њих до сада заиста нема доказа. Са 51 Еридани б, било би заиста лепо потврдити са којим моделом је доследан.

ТКФ: Како ћете открити порекло 51 Еридани б?

Б.М .: Затим желимо да измеримо орбиту 51 Еридани б и узмемо детаљније спектре како бисмо открили њену хемију атмосфере. Заиста желимо да знамо однос тежих елемената, угљеника или кисеоника, до најлакшег, најчешћег елемента, водоника, у атмосфери 51 Еридани б. Будући да је Јупитер делимично формиран од чврстог материјала, има више угљеника и кисеоника у поређењу са Сунцем. Тај исти процес-изградња од чврстог материјала-је начин на који мислимо да је настала Земља. Ако видимо да је 51 Еридани б појачан у угљенику и кисеонику, онда бисмо знали да је настао на начин на који су то учинили Земља или Јупитер.

ТКФ: Да ли ће 51 Еридани б еволуирати да личи на Јупитер и да ли би његов соларни систем могао бити као наш?

Б.М .: Планета ће увек бити масивнија од Јупитера, али ће се сигурно охладити на температуре сличне Јупитеру за неколико стотина милиона година. 51 Еридани б је мало удаљенији од своје звезде да је Јупитер од Сунца, и мало је вероватно да би икада мигрирао према унутра на удаљеност која више личи на Јупитер. Међутим, свакако је тачно да овај соларни систем има 'собу' за Земљу. То је један од неколицине соларних система који би могли личити на наш и са будућим запажањима, једног дана бисмо требали знати одговор.

Пратите сва питања и расправе стручних гласова - и постаните део дискусије - даље Фејсбук , Твиттер и Гоогле+ . Изнесени ставови су ставови аутора и не одражавају нужно ставове издавача. Ова верзија чланка првобитно је објављена Спаце.цом.