Komunikat prasowy

Zaskakująca planeta z trzema słońcami

7 lipca 2016

Zespół astronomów użył instrumentu SPHERE na należącym do ESO teleskopie VLT do uzyskania obrazu pierwszej planety znalezionej na szerokiej orbicie wewnątrz potrójnego układu gwiazd. Według oczekiwań, orbita takiej planety powinna być niestabilna i obiekt szybko powinien zostać wyrzucony z systemu. W jakiś sposób jednak planeta przetrwała. Nieoczekiwane obserwacje sugerują, że tego rodzaju systemy mogą być powszechniejsze niż przypuszczano. Wyniki zostaną opublikowane online 7 lipca 2016 r. w czasopiśmie „Science”.

Rodzinna planeta Luke’a Skywalkera, Tatooine, w sadze Gwiezdnych wojen, była dziwnym światem z dwoma słońcami na niebie, ale astronomowie znaleźli planetę w jeszcze bardziej egzotycznym systemie, na której obserwator doświadcza nieustannego dnia albo potrójnych wschodów i zachodów słońc, w zależności od pór roku, trwających dłużej niż długość życia człowieka.

Świat ten został odkryty przez zespół astronomów, kierowany przez University of Arizona (USA), przy pomocy bezpośredniego obrazowania Bardzo Dużym Teleskopem (VLT) w Chile. Planeta, HD 131399Ab [1], nie jest podobna do żadnego innego znanego świata – okrąża najjaśniejszą z trzech gwiazd po najszerszej znanej orbicie wśród systemów wielogwiazdowych. Tego typu orbity są często niestabilne, z powodu złożoności i zmienności oddziaływań grawitacyjnych od dwóch pozostałych gwiazd w systemie, istnienie planet na stabilnych orbitach wydawało się bardzo mało prawdopodobne.

HD 131399Ab znajduje się około 320 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Centaura. Ma około 16 milionów lat, co czyni ją jedną z najmłodszych odkrytych dotąd egzoplanet i jedną z niewielu planet, dla których uzyskano bezpośrednie obrazy. Z temperaturą około 580 stopni Celsjusza i masą szacowaną na cztery masy Jowisza, jest jedną z najchłodniejszych i najmniej masywnych spośród bezpośrednio sfotografowanych egzoplanet.

„HD 131399Ab jest jedną z niewielu planet, które zostały sfotografowane bezpośredni i pierwszą w tak interesującej, dynamicznej konfiguracji” powiedział Daniel Apai, z University of Arizona (USA), jeden ze współautorów publikacji.

„Przez około pół obiegu orbity przez planety, który trwa 550 ziemskich lat, na niebie widoczne są trzy gwiazdy; dwie słabsze są zawsze znacznie bliżej siebie, a zmiany w ich obserwowanej separacji od najjaśniejsze gwiazdy zachodzą w trakcie roku” dodaje Kevin Wagner, pierwszy autor pracy i odkrywca HD 131399Ab.

Kevin Wagner, który jest doktorantem na University of Arizona, zidentyfikował planetą pośród setek kandydatek i prowadził późniejsze obserwacje mające na celu sprawdzenie jej własności.

Jest to także pierwsze odkrycie egzoplanety dokonane za pomocą instrumentu SPHERE na VLT. SPHERE jest czuły na światło podczerwone, pozwalając na wykrycie cieplnych sygnatur młodych planet, w połączeniu z wyszukanymi możliwościami korygowania zaburzeń atmosferycznych i blokowania oślepiającego światła gwiazdy.

Mimo, że potrzebne będą kolejne, długoterminowe obserwacje, aby precyzyjnie ustalić trajektorię planety w systemie, dotychczasowe obserwacje i symulacje wydają się sugerować następujący scenariusz: najjaśniejsza gwiazda jest szacowana na osiemdziesiąt procent większą masę niż masa Słońca (oznaczono ją HD 131399A) i sama jest okrążana przez mniej masywne gwiazdy, B i C, w odległości około 300 au (jedna au, albo jednostka astronomiczna, odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca). Przez cały czas gwiazdy B i C krążą wokół siebie niczym hantle, oddzielone od dystans prawie równy odległości Saturna od Słońca (10 au).

W tym scenariuszu planeta HD 131399Ab podróżuje wokół gwiazdy A po orbicie o promieniu około 80 au, prawie dwukrotnie większym niż orbita Plutona w Układzie Słonecznym, przemieszczającą planetę do około jednej trzeciej separacji pomiędzy gwiazdą A, a parą B/C. Autorzy wskazują, że możliwy jest cały zakres scenariuszy orbitalnych i ocena długoterminowej stabilności systemu musi poczekać na planowane dalsze obserwacje, które pozwolą lepiej określić orbitę planety.

„Gdyby planeta był jeszcze dalej od najbardziej masywnej gwiazdy w systemie, zostałaby wyrzucona z układu” wyjaśnił Apai. „Nasze symulacje komputerowe pokazały, że ten typ orbity może być stabilny, ale jeśli zmienimy minimalnie parametry, bardzo szybko traci stabilność.”

Planety w układach wielogwiadowych budzą szczególne zainteresowanie astronomów i naukowców od nauk planetarnych, ponieważ są przykładami w jaki sposób mechanizmy powstawania planet funkcjonują w bardziej skomplikowanych przypadkach. O ile wielogwiazdowe systemy wydają się nam egzotyczne przy naszej orbicie wokół samotnej gwiazdy, to w rzeczywistości układy wielokrotne są tak powszechne jak gwiazdy pojedyncze.

„Nie jest jasne w jaki sposób planeta znalazła się na swojej szerokiej orbicie w tym ekstremalnym systemie i nie możemy jeszcze powiedzieć co to oznacza dla szerszego kontekstu zrozumienia rodzajów układów planetarnych, ale pokazuje to, że jest wiele różnorodności tam, gdzie wielu uznawałoby to za niemożliwe” podsumowuje Kevin Wagner. „Aktualnie wiemy, że planety w układach wielogwiazdowych były badane znacznie rzadziej, ale potencjalnie mogą być tak samo liczne jak planet w pojedynczych systemach gwiazdowych.”

Uwagi

[1] Trzy składniki układu potrójnego noszą oznaczenia: HD 131399A, HD 131399B oraz HD 131399C, w kolejności malejącej jasności. Planeta okrąża najjaśniejszą gwiazdę i dlatego ma nazwę HD 131399Ab.

[2] Przez większość roku na tej planecie gwiazdy są na jej niebie blisko siebie, dając znajomą stronę nocną i dzienną oraz unikatowy potrójny zachód i wschód słońca każdego dnia. W miarę poruszania się planety po orbicie, gwiazdy oddalają się od siebie każdego dnia, aż osiągną punkt, w którym zachód jednej następuje przy wschodzie drugiej – w tym momencie na planecie panuje prawie nieustanny dzień przez około jedną czwartą jej orbity, albo przez prawie 140 ziemskich lat.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt. „Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System”, K. Wagner et al., który 7 czerwca 2016 r. ukaże się online w czasopiśmie Sience.

Skład zespołu badawczego: Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Dániel Apai (Steward Observatory and Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Markus Kasper (ESO, Garching, Niemcy), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Melissa McClure (ESO, Garching, Niemcy), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA) oraz Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Francja; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Francja).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Zdjęcia VLT

Kontakt

Kevin Wagner
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Tel.: 00 1 (859) 609-3611
E-mail: kevinwagner@email.arizona.edu

Markus Kasper
ESO
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6359
E-mail: mkasper@eso.org

Daniel Apai
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
E-mail: apai@email.arizona.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1624