Štai kaip atrodo pirmoji pasaulyje tiesioginė egzoplanetų, esančių ties į Saulę panašia žvaigžde, nuotrauka (Video)

2020 m. vasario 16 naktį astronomai, naudoję Čilėje sumontuotą teleskopą, išradingai pavadintą „Very Large Telescope“, sugebėjo užfiksuoti pirmą žmonijos ir mokslo istorijoje tiesioginį dviejų milžiniškų egzoplanetų stebėjimą. Abi šios egzoplanetos judėjo itin didelio skersmens orbitomis aplink savo žvaigždę TYC 8998-760-1.

Tiesioginis egzoplanetų fotografavimas yra, švelniai tariant, komplikuotas reikalas. Jos, lyginant su žvaigžde, aplink kurią sukamasi, įprastai būna kur kas mažesnio ryškio, be to, jos yra labai toli nuo mūsų. Didžioji dauguma iš dabar patvirtintų daugiau nei 4000 egzoplanetų buvo aptiktos netiesioginio stebėjimo būdu – pavyzdžiui, registruojant reguliarius, nedidelius žvaigždės, apie kurią sukamasi, skleidžiamos šviesos sumažėjimus, kuomet toji planeta praskrieja tarp savo žvaigždės ir mūsų. Arba pagal nestiprų žvaigždės pozicijos svyravimą dėl gravitacinio planetų poveikio.

Abu šiuos efektus kur kas lengviau pastebėti būna tada, kai egzoplanetos yra labai didelės, masyvios ir sukasi arti savo žvaigždės. Tad nenuostabu, kad didžioji dalis šiuo metu žinomų egzoplanetų yra artimo savo žvaigždėms ir didelės. Tačiau artimų orbitų egzoplanetas labai sunku stebėti tiesiogiai, nes jas smarkiai „peršviečia“ pagrindinė žvaigždė. O tolimos orbitos planetas nufotografuoti sunku dėl to, kad jos dažniausiai būna labai šaltos ir neskleidžia infraraudnonųjų spindulių.

Iki šios dienos mokslininkams pavyko tiesiogiai stebėti tik kelias dešimtis egzoplanetų, priklausančių vos dviem sistemoms – abiejų jų centre yra žvaigždės, kurios labai smarkiai skiriasi nuo Saulės.

Tačiau praėjusiais metais astronomų grupė, kuriai vadovavo Leideno universiteto (Nyderlandai) astronomas Alexanderis Bohnas, aptiko neįprastą planetą, kuri sukosi apie žvaigždę TYC 8998-760-1.

„Tai buvo dujinis gigantas, kurio masė yra apie 14 kartų didesnė nei Jupiterio, o nuo savo žvaižgdės jis sukosi apie 160 astronoinių vienetų atstumu. Palyginimui, Plutonas sukasi 39 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės“, – aiškino mokslininkai.

Tad tokios charakteristikos paskatino A.Bohną ir kolegas šia sistema pasidomėti išsamiau. Tam jie panaudojo specialiai egzoplanetų fotografavimui skirtą „Very Large Telescope“ instrumentą SPHERE. Per praėjusius metus jie užfiksavo keletą stebėjimų ir pridėjo juos prie duomenų, kurie buvo kaupiami nuo 2017 metų.

Visus duomenis sujungus mokslininkų laukė staigmena. Subendrintame vaizde atsirado ryški, šviesi egzoplaneta, kurios jie ir ieškojo – ji pavadinta TYC 8998-760-1 b. Tačiau dar didesniu – 320 astronominių vienetų – atstumu buvo dar vienas ryškus taškas.

Kruopščiai išanalizavus ir palyginus nuotraukas, užfiksuotas skirtingu metu, nustatyta, kad tai nėra kokia nors tolimesnė žvaigždė ar kompiuterio klaida. Tai buvo antra, kiek mažesnė egzoplaneta, kurios masė yra apie 11 kartų didesnė nei Jupiterio. Jai buvo suteiktas TYC 8998-760-1 c pavadinimas.

„Mes su kolegomis sugebėjome gauti pirmą dviejų dujinių gigantų, besisukančių apie jauną Saulės dvynę, nuotrauką“, – sakė Lėveno universiteto (Belgija) astronomė Maddalena Reggiani.

Tokio tipo nuotraukos yra ne šiaip fantastiški mokslo ir technologijų pasiekimai kartu jos leidžia mokslininkams geriau suprasti, kaip veikia planetų sistemos.

Pavyzdžiui, žvaigždė TYC 8998-760-1 yra dar labai jauna – vos 16,7 mln. metų amžiaus. Analizuodami planetas, kurios sukasi apie jaunas Saulės tipo žvaigždes galime gauti vertingų žinių apie mūsų pačių Saulės sistemos formavimosi pradžią.

Mokslininkus iškart labai sudomino abiejų egzoplanetų orbitinis atstumas, nes vienas planetinių sistemų formavimosi modelis byloja, jog gigantiškosios planetos iš pradžių susiformuoja dideliu atstumu nuo savo žvaigždžių, o vėliau migruoja link centrinės žvaigždės.

Be to, tiesioginės egzoplanetų nuotraukos gali padėti mums ieškant gyvenamų planetų. Didelės raiškos spektroskopinės nuotraukos, kuriose planetų atspindima šviesa būtų suskaidyta į atskirus ruožus, galėtų tapti ženklu, kad planeta turi atmosferą, o gal net atskleistų tos atmosferos sudėtį. Fotometrija – egzoplanetų šviesumo ir šviesumo pokyčių tyrimai – gali suteikti žinių apie planetos debesuotumą.

Žinoma, žmonijos technologinė raida tokio lygio dar nepasiekė, bet ateities instrumentai – tokie, kaip orbitinis Jameso Webbo teleskopas ir Europos pietinės observatorijos „Extremely Large Telescope“ teleskopas – turėtų būti pakankamai jautrūs, kad užfiksuotų net ir tokias detales.

Ir šie instrumentai netgi galėtų užfiksuoti mažesnes, savo žvaigždėms artimesnes planetas, kurias toje pačioje sistemoje pražiopsojo SPHERE įrankis.

„Tikimybė, kad ateities instrumentai – tokie, kokiais bus aprūpintas „Extremely Large Telescope“ – gebės aptikti net ir mažesnės masės planetas, besisukančias apie šią žvaigždę, žymėtų svarbų šuolį mūsų suvokime apie daugiaplanetes sistemas, kas galbūt paveiktų ir mūsų pačių Saulės sistemos istorijos interpretavimą“, – sakė A.Bohnas.

Tyrimą publikavo žurnalas „The Astrophysical Journal Letters“.