Strona główna » 2013 » Czerwiec
Archiwa miesięczne: Czerwiec 2013
Katalog dysków protoplanetarnych
Bardzo fajna strona, lista odkrytych (potwierdzonych oraz tych podważonych później) dysków pyłowych wokół gwiazd:
Catalog of Circumstellar Disks
Kilka przykładowych zdjęć (niektóre „wydłubałem” z publikacji do których ten katalog linkuje, ale część jest jako miniatury w samym katalogu):
HD 15745
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=60
ASR 41
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=13
epsilon Eri
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=38
IC 348-IR
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=85
GG Tau
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=44
IRAS 04302+2247
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=89
UY Aur
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=154
HD 32297
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=69
Orion 121-1925
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=110
Orion 218-354
http://www.circumstellardisks.org/show.php?id=128
…i dużo dużo więcej. W chwili publikacji tego postu, w katalogu jest 170 dysków pyłowych wokół różnych gwiazd!
Dysk pyłowy wokół TW Hydrae
News z ostatnich tygodni, na zdjęciach teleskopu Hubble widoczny jest dysk pyłowy z przerwą w odległości ok 2-krotnego dystansu Plutona od Słońca, w tym miejscu najprawdopodobniej jest formująca się planeta.
Naukowcy planują dokładniej zbadać ten układ po uruchomieniu James Webb Space Telescope.
Źródło:
HN Peg B – czyli w jaki sposób naukowcy rozpoznają czy na zdjęciu jest planeta
W przypadku egzoplanet, które udało się bezpośrednio sfotografować, trzeba w jakiś sposób sprawdzić czy sfotografwany obiekt obok gwiazdy nie jest przypadiem po prostu bardzo odległą gwiazdą w tle. Jedyna pewna metoda na potwierdzenie lub odrzucenie takiej możliwości, jest to porownanie zmiany położenia odległych gwiazd tła na zdjęciach wykonanych po kilku latach od pierwszej obserwacji. Położenie badanego obiektu nie powinno się znacząco zmienić względem gwiazdy macierzystej. Zmiana położenia wynikająca z obiegu planety po orbicie, w przeciągu kilku lat, jest bardzo nieznaczna a w wielu przypadkach wręcz niewykrywalna – mowa przecież o planetach orbitujących w odległości kilkadziesiąt, a częściej nawet kilkaset AU od gwiazdy macierzystej. Dla porównania – Pluton krąży po orbicie odległej o 39 AU od Słońca, przy czym jeden obieg zajmuje mu 247 lat!
Jedynie dla gwiazd wielokrotnie większych od Słońca, ze względu na znacznie większą grawitację, okres obiegu na tak odległej orbicie odpowiednio się skróci (ponieważ planeta porusza się z większą prędkością liniową, która jest konieczna do wytworzenia siły odśrodkowej równoważącej grawitację gwiazdy).
HN Peg B
Od lewej: zdjęcie z 1998 r., zdjęcie z 2004, oraz na końcu zdjęcie z 2004 r po usunięciu światła gwiazdy HN Peg
Gwiazda HN Peg, jest to gwiazda wielkości Słońca. Odkryta krążąca wokół niej planeta znajduje się w odległości aż 795 AU! (tutaj więcej danych: http://www.openexoplanetcatalogue.com/system.html?id=HN%20Peg%20b )
W publikacji opisującej potwierdzenie tego obiektu jako planeta http://iopscience.iop.org/0004-637X/654/1/570/ , znalazły się zdjęcia tej gwiazdy z planetą, z których jedno pojawiło się później w newsach. Co ciekawe, oba zdjęcia są starsze, pierwsze pochodzi z 1998 r., zaś drugie zrobiono w 2004 z pomocą teleskopu Spitzera. To drugie, z usuniętą programowo gwiazdą, znalazło się w newsach.
W samej publikacji, autorzy wymieniają także obserwacje jakie przeprowadzili w lipcu 2006 r. w NASA Infrared Telescope Facility (teleskop znajdujący się w Manua Kea na Hawajach). Niestety nie opublikowano żadnego zdjęcia z tych obserwacji, jednego dnia wykonywano spektrometrię, jednak drugiego dnia naukowcy wykonali także zdjęcia, które zostały przez nich później użyte do fotometrii poszczególnych obiektów w kilku zakresach podczerwieni.
Przesunięcie gwiazd badano więc na podstawie danych z 2 pierwszych zdjęć (te które wstawiłem powyżej). Liczyłem na to że uda mi się w publikacjach znaleźć jakieś zdjęcie, lub grafikę (np. wykres logarytmiczny jasności, przy obserwacjach w których wykonuje się kilkadziesiąt zdjęć i je stackuje w celu otrzymania obrazu często się wykonuje dodatkowo takie grafy ponieważ otrzymane dane mają znacznie większą głębię jasności niż powszechnie używane formaty graficzne). Z braku laku postanowiłem samodzielnie sprawdzić wspomniane przesunięcia odległych gwiazd na tle HN Peg i HN Peg b – używając dostępnych zdjęć 😉
Oba zdjęcia są przeskalowane dla tej samej odległości kątowej. Z początku wydawało się więc że wystarczy je po prostu na siebie nałożyć – pokolorowałem je więc w 2 kolorach i nałożyłem (zielone: 2004 r; czerwone: 1998).
Obrazy są nałożone tak by najbardziej interesujący obiekt – HN Peg b, nie był przesunięty. Przesunięcie gwiazd tła widać wyraźnie, co ważniejsze – wszystkie w jednym kierunku, co jest potwierdzeniem iż te gwiazdy znajdują się znacznie dalej od obserwatora.
Jednak jak wyznaczyć dokładnie pozycję centralnej gwiazdy, która na zdjęciu jest rozmyta i bardzo zdeformowana przez niekorzystne efekty występujące na każdej optyce teleskopu (a także na matrycy przy znacznym naświetleniu)? Pewną pomocą mogą być flary.
Na tym drugim zdjęciu punkty przecięcia nieznacznie się rozmijają, jednak na wynikowym zdjęciu widać że względne przesunięcie gwiazdy HN Peg oraz planety jest minimalne.
Metoda bardzo niedoskonała, ale co ciekawe – gwiazda HN Peg wg tej metody prawdopodobnie przesunęła się minimalnie w tym samym kierunku co gwiazdy tła – co zgadza się z wynikami analiz zaprezentowanymi w publikacji:
Tutaj są przesunięcia względne obiektów widocznych na zdjęciach, naukowcy przyjęli założenie że przesunięcia gwiazd tła zerują się, jednak jeśli przyjąć że planeta pozostaje w tym samym miejscu – czarna kropka najdalej na prawo – znajdzie się ona w środku układu współrzędnych, a gwiazda macierzysta będzie miała przesunięcie w dużej mierze zgodne z przesunięciem obiektów tła (tylko znacznie mniejsze).
Gdyby HN Peg b była gwiazdą w tle – przesunęła by się w tym samym kierunku co pozostałe gwiazdy tła (a więc gwiazda macierzysta, na mojej złożonej grafice – przesunęła by się w przeciwnym kierunku niż gwiazdy tła, zaś pozostałe gwiazdy pozostałyby praktycznie w miejscu).
Źródła:
- Discovery of Two T Dwarf Companions with the Spitzer Space Telescope – stąd pochodzą zdjęcia i wykres, oraz szczegóły na temat badania naukowego mającego na celu zweryfikować czy jest to planeta czy gwiazda tła
- Open Exoplanet Catalogue – kilka danych o tym układzie
- ExoplanetSpot – a tutaj przeglądam sobie sfotografowane planety i próbuję wyszukiwać na ich temat jakieś ciekawostki 🙂
2 nowe egzoplanety znaleziono w otwartej gromadzie gwiazd
Na podstawie danych zebranych przez Keplera, naukowcy znaleźli 2 nowe egzoplanety mniejsze od Neptuna, w niespodziewanym miejscu – w gromadzie otwartej NGC 6811 (ok. 3300 lat świetlnych od Ziemi). Jest to o tyle zaskakujące dla naukowców, ponieważ do tej pory sądzili że w gromadach gwiazd planety mają niewielkie szanse na długotrwałe przetrwanie, a w dużym zagęszczeniu gwiazd orbity planet mogą zostać łatwo zaburzone przez np. przemieszczające się w pobliżu inne gwiazdy, i wybuchy supernowych. Jednak mimo to okazuje się że planety są także w starych gromadach gwiazd, jaką jest NGC 6811 (jej wiek od uformowania ocenia się na 1 mld lat).
Do tej pory odkryto tylko 4 planety w gromadach gwiazd, spośród ponad 800 do tej pory potwierdzonych. Jednak tamte 4 odkryte wcześniej są sporo większe (o masie Jowisza i większej), natomiast te odkryte w NGC 6811 mają rozmiar ok. 3/4 Neptuna – w przybliżeniu 3 średnice Ziemi. Tej wielkości planety są już blisko dolnych liminów obecnych technologii wykrywania planet – mniejsze udaje się znaleźć praktycznie tylko przypadkiem w sprzyjających okolicznościach, np. na orbitach szczególnie blisko gwiazdy. Co ciekawe, krążą wokół gwiazd podobnych do Słońca.
Naukowcy w tej chwili nie są w stanie ocenić, czy planety takiej wielkości są skaliste, czy już częściowo gazowe, ponieważ w Układzie Słonecznym nie ma porównywalnego odpowiednika. Bardziej prawdopodobne jednak jest że są to już częściowo gazowe planety, na pewno zaś posiadają bardzo gęstą atmosferę.
Odkryte planety otrzymały nazwy: Kepler-66b, i Kepler-67b. Okres obiegu wokół gwiazd wynosi odpowiednio 15 i 17 dni. Wg naukowców, wygląda na to że ich orbity nie zostały zakłócone przez przejścia innych gwiazd i inne zdarzenia, od momentu uformowania się tych planet.
Gwiazdy formują się właśnie w gromadach gwiazd – nasze Słońce też u swych początków znajdowało się w takim miejscu. Okazuje się że dłuższe pozostawanie gwiazdy w obrębie gromady, nie wyklucza przetrwania uformowanych już planet. Z drugiej strony przetrwanie życia w takim miejscu jest mało prawdopodobne, głównie ze względu na silne bombardowanie tych planet przez meteoryty – w gromadach gwiazd w przestrzeni międzygwiezdnej jest znacznie większe zagęszczenie gazu i pyłu niż np. w regionie w którym aktualnie znajduje się Układ Słoneczny. W końcu właśnie z tego gazu i pyłu formują się nowe gwiazdy.
Źródło:
- http://www.space.com/21729-mini-neptune-alien-planets-discovered.html
- http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/pr201317.html
Zobacz też newsy w polskich mediach:
- AstroNEWS: Kolejne egzoplanety: Kepler-66b i Kepler-67b
- Polskie Radio: Pierwsze planety w skupisku gwiazd
2M1207b – zdjęcie za pomocą teleskopu VLT, kwiecień 2004
Pierwsza sfotografowana bezpośrednio egzoplaneta
http://en.wikipedia.org/wiki/2M1207b
Po ponad roku od wykonania zdjęcia naukowcy z ESA oraz z NASA (przez teleskop Hubble) potwierdzili że jest to faktycznie planeta tej gwiazdy (brązowy karzeł 2M1207), ponieważ planeta porusza się na tle odległych gwiazd razem z gwiazdą 2M1207, natomiast ich relatywne położenie nie uległo zmianie. Okres obiegu tej planety jest zbyt długi by zaobserwować obecnymi metodami zmianę pozycji tej planety na orbicie w ciągu roku czasu.
Publikacja z tych obserwacji jest tutaj http://iopscience.iop.org/0004-637X/657/2/1064 – warto zajrzeć, ponieważ są tam także wyniki badań spektrograficznych, oraz zdjęcia z których – sądząc po deformacjach charakterystycznych dla niedoskonałości optyki – zostało po dalszej obróbce uzyskane powyższe zdjęcie.
Pierwsze zdjęcie – oryginalny obraz uzyskany w paśmie J bliskiej podczerwieni, powstało przez stackowanie 80 zdjęć naświetlanych każde po 30 s, za pomocą programu ECLIPSE („NACO pipeline reduction software ECLIPSE„). Już na tym zdjęciu 2M1207A i 2M1207B są wyraźnie widoczne jako oddzielne źródła światła (w prawym górnym rogu, w lewym dolnym rogu jest inna gwiazda):
Na kolejnym zdjęciu już tylko fragment, na którym znajdują się 2M1207A i 2M1207B. To i kolejne zdjęcia powstały w trakcie obróbki której celem było zmierzenie całkowitej jasności obu obiektów (gwiazdy i planety osobno)
Na trzeciej grafice, po lewej jest naniesiony rozkład jasności w skali logarytmicznej. Obraz po prawej powstał przez zastosowanie bardzo prostej operacji: obraz całości odbity symetrycznie względem linii kreskowanej, odjęto od bazowego obrazu. Dzięki temu na tym obrazie planeta jest wyraźnie odseparowana od gwiazdy w dość dużym dystansie, nie zanieczyszczona światłem gwiazdy.
Nie ma w tej publikacji pierwszego, najbardziej rozpowszechnionego w Internecie zdjęcia, można więc spekulować w jaki sposób uzyskano ten obraz, jak już wspomniałem rozkład widocznych deformacji brzegów gwiazdy sugeruje że to zdjęcie powstało właśnie ze zdjęcia prezentowanego w publikacji. Prawdopodobnie od obrazu bazowego został odjęty model rozkładu jasności (tzn. idealnie okrągły rozkład, dla odróżnienia od metody odejmowania odbicia symetrycznego obrazu bazowego), albo nawet zwykła zmiana krzywej alfa obrazu (ponieważ towarzysz gwiazdy wyraźnie odróżnia się od niej nawet na bazowym, surowym zdjęciu).
Inne zdjęcia tej planety
Zdjęcia wykonane przez teleskop Hubble za pomocą kamery NICMOS w różnych zakresach bliskiej podczerwieni, w celu zweryfikowania czy faktycznie wykryty obiekt jest powiązany grawitacyjnie z tą gwiazdą (nie zmienił relatywnego położenia względem tej gwiazdy):
Źródło: http://nicmosis.as.arizona.edu:8000/POSTERS/STSCI_MAY_2005_SYMPOSIUM.pdf , http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2005/03/image/b/
Zobacz też zdjęcia innych egzoplanet na http://exoplanet-spot.blogspot.com/p/zdjecia-egzoplanet.html
Wątek na forum na ten temat: http://astropolis.pl/topic/41413-mao-znane-zdjcia-egzoplanet/
Dysk planetarny Fomalhaut widziany przez ALMA
Pierwsza publikacja naukowa z użyciem danych z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) dotyczy dysku pyłowego wokół gwiazdy Fomalhaut. Wcześniej już udało się na kilku zdjęciach wykonanych teleskopem Hubble wykazać istnienie dysku (a dokładniej pierścienia) pyłowego wokół tej gwiazdy, a ponadto wskazać prawdopodobną planetę (jaśniejszy punkt, na kolejnych zdjęciach przesunął się potwierdzając że jest to planeta orbitująca wokół gwiazdy).
W kwietniu 2012 r. ukazała się publikacja w której na zdjęciach wykonaych przez radioteleskop ALMA, znacznie wyraźniej widać wspomniany pierścień pyłowy. Co prawda w tym zakresie fal które może zbierać ALMA, prawdopodobnie promieniowanie emitowane przez pierścień pyłowy jest wielokrotnie słabsze niż widzialne a tym bardziej podczerwone, i ALMA ma znacznie niższą rozdzielczość. Jednak zdjęcia tak uzyskane są dużo czytelniejsze i bardziej jednoznaczne – to z powodu znaczni mniejszego promieniowania gwiazdy w tym zakresie.
To właśnie wyeliminowanie światła gwiazdy, które powoduje całkowite prześwietlenie zdjęcia tak że niemożliwe jest wyodrębnienie planet czy dysków pyłowych, jest największym wyzwaniem w próbach bezpośredniego fotografowania planet.
http://astrobites.org/2012/04/15/almas-first-results-tackle-the-controversial-fomalhaut/
Na obrazku powyżej są nałożone 2 zdjęcia. Niebieskie, to zdjęcie wykonane przez teleskop Hubble, na żółto zostały nałożone dane uzyskane przez teleskop ALMA. Tylko połowę pierścienia pyłowego sfotografowano w takiej rozdzielczości.
Przy poprzedniej próbie obserwacji dysku Fomalhaut przez ALMA, w 2003 r. udało się uzyskać jedynie obraz 2 plam po przeciwległych krańcach tego dysku. Poniżej zdjęcie z 2003 r. (pomarańczowe) oraz nowe dokładniejsze (niebieskie) nałożone na siebie.