Ötegezegen keşfinde yeni dönem, ‘Jüpiter’in küçük kardeşinin’ görüntüleriyle başlıyor

Hawaiʻi Adası, Maunakea’daki WM Keck Gözlemevini kullanan gökbilimciler, görüntüleri doğrudan yakalanmış en düşük kütleli gezegenlerden birini keşfettiler. Sadece kütlesini ölçmekle kalmadılar, aynı zamanda yörüngesinin kendi güneş sistemimizdeki dev gezegenlere benzediğini de belirleyebildiler.

AF Lep b adı verilen gezegen, astrometri adı verilen bir teknik kullanılarak keşfedilen ilk gezegenler arasında yer alıyor; bu yöntem, gökbilimcilerin gezegenler de dahil olmak üzere yörüngedeki yörüngedeki yoldaşlarının yerçekimsel olarak onu çekip çekmediğini belirlemelerine yardımcı olmak için bir ev sahibi yıldızın uzun yıllar boyunca ince hareketlerini ölçer.

Austin’deki Teksas Üniversitesi’nde (UT Austin) astronomi yüksek lisans öğrencisi Kyle Franson liderliğindeki çalışma yayınlandı. Astrofizik Dergi Mektupları.

Franson, “Yıldızın parıltısını dikkatli bir şekilde ortadan kaldırmak için Keck II teleskopunu kullanarak gözlemleri gerçek zamanlı olarak işlediğimizde, gezegen hemen ortaya çıktı ve biz gözlemledikçe giderek daha belirgin hale geldi” dedi.

Franson’ın ekibinin yakaladığı doğrudan görüntüler, AF Lep b’nin Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık üç katı olduğunu ve yaklaşık 87,5 ışıkyılı uzaklıkta güneş benzeri genç bir yıldız olan AF Leporis’in yörüngesinde döndüğünü ortaya çıkardı. Aralık 2021’den başlayarak gezegenin bir dizi derin görüntüsünü aldılar; diğer iki ekip de o zamandan beri aynı gezegenin görüntülerini yakaladı.

UT Austin’de astronomi profesörü yardımcısı ve çalışmanın kıdemli yazarı Brendan Bowler, “Bu yöntem, güneşin genç bir analogunun yörüngesinde dönen dev bir gezegen bulmak için ilk kez kullanılıyor” dedi. “Bu, bu yaklaşımı ötegezegen keşfi için yeni bir araç olarak kullanmanın kapısını açıyor.”

Ev sahibi yıldızından çok daha küçük bir kütleye sahip olmasına rağmen, yörüngedeki bir gezegen, bir yıldızın konumunun gezegen sisteminin kütle merkezi etrafında hafifçe sallanmasına neden olur. Astrometri, yörüngedeki gezegenlerin varlığını anlamak için bir yıldızın diğer yıldızlara göre gökyüzündeki konumundaki bu kaymayı kullanır. Franson ve Bowler, Hipparcos ve Gaia uydularından yapılan 25 yıllık gözlemler sırasında hareket ettiği yol göz önüne alındığında, AF Leporis yıldızını bir gezegeni barındırabilecek bir yıldız olarak tanımladılar.

UT Austin ekibi, gezegeni doğrudan görüntülemek için Keck Gözlemevi’nin Dünya atmosferindeki türbülansın neden olduğu dalgalanmaları düzelten uyarlanabilir optik sistemini ve Keck II Teleskopu’nun Yakın Kızılötesi Kamera 2 (NIRC2) Vector Vortex Coronagraph ile eşleştirerek kullandı. gezegenin daha net görülebilmesi için ev sahibi yıldız. AF Lep b, ev sahibi yıldızından yaklaşık 10.000 kat daha sönüktür ve Dünya-güneş mesafesinin yaklaşık sekiz katıdır.

Franson, “Gezegenleri görüntülemek zordur,” dedi. “Yalnızca 15 örneğimiz var ve Keck II teleskopu ve NIRC2 uyarlanabilir optik görüntüleme ile mümkün kılınan bu yeni ‘dinamik olarak bilgilendirilmiş’ yaklaşımın, son yirmi yıldır gerçekleştirilen kör araştırmalara kıyasla çok daha verimli olacağını düşünüyoruz. ”

Güneş dışı gezegenleri bulmanın en yaygın iki yolu, bir gezegen düzenli olarak yıldızın önünden geçerse yıldız ışığının hafif, periyodik olarak kısılmasını gözlemlemek (bir sundurma ışığının etrafında dönen bir güve gibi) ve yıldız ışığının frekanslarındaki çok küçük değişiklikleri ölçmektir. gezegenin yıldızı Dünya yönünde ileri geri çekmesinden kaynaklanır. Her iki yöntem de ev sahibi yıldızlarına yakın yörüngede dönen büyük gezegenlerde en iyi şekilde çalışma eğilimindedir ve her iki yöntem de dolaylıdır: gezegeni görmeyiz, yalnızca yıldızı nasıl etkilediğini görürüz.

Doğrudan görüntülemeyi astrometri ile birleştirme yöntemi, astronomların daha önce başka yöntemlerle bulunması zor olan güneş dışı gezegenleri bulmalarına yardımcı olabilir; Dünya’dan görüldü. Bu tekniğin bir başka yararı da, astronomların bir gezegenin kütlesini doğrudan ölçmesine izin vermesidir ki bu, geniş yörünge mesafelerinde diğer yöntemlerle zor.

Bowler, ekibin AF Lep b üzerinde çalışmaya devam etmeyi planladığını söyledi.

Bowler, “Bu, James Webb Uzay Teleskobu ve Dev Magellan Teleskobu ve Otuz Metre Teleskopu gibi yeni nesil büyük yer tabanlı teleskoplarla daha fazla karakterize etmek için mükemmel bir hedef olacak” dedi. “Bu gezegenin fiziksel özelliklerini ve atmosferik kimyasını incelemek için daha uzun dalga boylarında daha hassas takip çabaları planlıyoruz.”