Далекие планеты-гиганты образуют по-разному, чем не звезды

Команда астрономов, возглавляемая Брендан котелок из Университета Техаса в Остине исследовал процессы формирования гигантских экзопланет и коричневых карликов, класс объектов, которые более массивны, чем планеты-гиганты, но не достаточно массивный, чтобы зажечь ядерного синтеза в их ядрах, чтобы сиять, как настоящие звезды.

С помощью прямой визуализации с помощью наземных телескопов на Гавайях … У. М. Кека обсерватории и телескопа «Субару» на Maunakea — ученые изучили орбиты эти слабые спутники на орбите звезды в 27 систем. Эти данные, в сочетании с моделированием орбит, позволили им установить, что коричневые карлики в этих системах образуются как звезды, а газовые гиганты образовались планеты.

Результаты исследования были опубликованы в текущем выпуске астрономического журнала.

В последние два десятилетия, технологический скачок позволил телескопы, чтобы отделить свет от родительской звезды и много-диммер объект на орбите. В 1995 году, эта новая возможность произвела первые прямые снимки коричневого карлика, вращающихся вокруг звезды. Первое прямое изображение планеты на орбите другой звезды, а затем в 2008 году.

«За последние 20 лет, мы прыгали вниз и вниз, в массу,» Боулер сказал, что прямого экспонирования, отмечая, что предельный ток около 1 массы Юпитера. Поскольку технология улучшилась, «один из главных вопросов, который возник в том, что природа соратников мы найти?'»

Коричневые карлики, как определили астрономы, имеют массу от 13 до 75 масс Юпитера. Они имеют общие характеристики как с планетами и со звездами, и котелок, и его команда хотели решить вопрос: газовые планеты-гиганты на окраине планетарной системы, верхушка планетарной Айсберг, или маломассивные конце коричневые карлики? Последние исследования показали, что коричневых карликов, вращающихся вокруг звезды, вероятно, сформировались как маломассивные звезды, но это было меньше, понятно, что низкая масса спутника этот механизм формирования может произвести.

«Один из способов получить на это исследование динамики системы — посмотреть на орбитах,» Боулер сказал. Их орбиты обладают ключом к разгадке их эволюции.

С помощью обсерватории Кека по адаптивной оптики (АО) с использованием ближней инфракрасной камеры, второе поколение (NIRC2) документа о Кек телескоп, а также Субару телескоп, подающего команда заняла изображений планет-гигантов и коричневых карликов вокруг их родительских звезд.

Это долгий процесс. Газовых гигантов и коричневых карликов они изучали так далеко от своих родительских звезд, что одной орбиты может занять сотни лет. Определить даже небольшой процент орбиту», вы принимаете образ, подождать год,» для слабых компаньон для путешествия, сказал Боулер. Затем «взять другой образ, вы будете ждать еще год».

Эти исследования опирались на технологии, АО, который позволяет астрономам для устранения искажений, вызванных атмосферой Земли. АО-инструменты постоянно совершенствуются в течение последних трех десятилетий, больше коричневых карликов и планет-гигантов были напрямую изображены. Но поскольку большинство этих открытий было сделано за последнее десятилетие или два, команда имеет только образы, соответствующие лишь несколько процентов от общего объема каждого элемента орбиты. Они объединили свои новые наблюдения из 27 систем С учетом всех предыдущих замечаний, опубликованных другими астрономами или имеющиеся в архивах телескоп.

На этом этапе компьютерного моделирования приходит. Соавторами в этой работе помогли создать орбита-сторона код под названием «Orbitize!», которая использует законы Кеплера о движении планет, чтобы определить, какие типы орбит согласуются с измеренными позиции, а какие нет.

Код создает набор возможных орбит для каждого компаньона. Небольшое движение каждой планеты-гиганта или коричневого карлика образует «облако» возможных орбит. Чем меньше облачность, тем больше астрономы приближаются к истинным спутником на орбите. И больше точек данных, т. е. больше прямого изображения каждого объекта как его орбит — уточните форму орбиты.

«А не ждать десятилетиями или веками на планете, чтобы завершить одну орбиту, мы сможем сделать для сокращения времени исходных данных с очень точных измерений позицию», — сказал член команды Эрик Нильсен из Стэнфордского университета. «Часть Orbitize! которую мы разработали специально, чтобы соответствовать частичной орбиты, OFTI [орбит для нетерпеливых], позволил нам найти орбит даже дольше спутники.»

Найти форму орбиты ключ: объекты, которые имеют более круговым орбитам, вероятно, образовался как бы планет. То есть, когда облако газа и пыли развалился в форме звезды, далекий спутник (и любой другой планеты) образуется из плоский диск из газа и пыли, вращающихся вокруг этой звезды.

С другой стороны, те, которые имеют более вытянутые орбиты, возможно, сформировались, как звезды. В этом случае скопление газа и пыли, рушилось, чтобы сформировать звезду, но она расслоилась на две глыбы. Каждый комок потом рухнула, образуя звезду, а другой коричневый карлик вращается вокруг этой звезды. Это по сути бинарная звездная система, хотя и содержащее одна настоящая звезда и один «несостоявшейся звездой».

«Хотя эти спутники миллионы лет, память о том, как они формируются еще, закодированных в их нынешнем эксцентриситет», — добавил Нильсен. Эксцентриситет является мерой того, насколько округлые или продолговатые объект на орбите.

Результаты исследования команды из 27 дальних товарищей был однозначен.

«Кульминационный пункт, мы обнаружили, что, когда вы разделите эти предметы на данный канонические границы более 15 масс Юпитера, то, что мы называем планетами, действительно, имеет больше круговых орбит, как у населения, по сравнению с остальными», — сказал Боулер. «А остальные выглядят двойных звезд».

В будущем эта работа предполагает как осуществление постоянного контроля этих 27 объектов, а также выявлять новые, чтобы расширить исследование. «Размер выборки по-прежнему скромный, на данный момент», — сказал Боулер. Его команда использует Гайя спутника искать дополнительных кандидатов, чтобы следить за помощью прямого изображения с еще большей чувствительности на предстоящей Гигантский Магелланов телескоп (GMT) и другие объекты. УТ-Остин является одним из основателей мск сотрудничестве.

Результаты команды по боулингу недавно подкреплять подобные выводы, сделанные GPIES исследования прямых изображений с томографа Близнецы планета, которую нашли доказательства для различных формирования канала для коричневых карликов и планет-гигантов на основе их статистических свойств.

Эта работа была поддержана НАСА Кек ПИ данные премии, в ведении науки Институт экзопланеты НАСА. Обсерватории Кека руководит Калифорнийский технологический институт и Калифорнийский университет.

О NIRC2

Ближней инфракрасной камеры, второе поколение (NIRC2) работает в сочетании с Кек адаптивная оптическая система для получения очень четких изображений в ближнем инфракрасном диапазоне, добиваясь пространственным разрешением сопоставимы или лучше, чем те, что были достигнуты космический телескоп «Хаббл» в оптическом диапазоне. NIRC2, вероятно, самый известный за помощь, чтобы обеспечить окончательное доказательство центральной массивной черной дыры в центре нашей галактики. Астрономы также используют NIRC2 на карте особенности поверхности тел Солнечной системы, обнаружить планеты, вращающиеся вокруг других звезд, и изучить подробные морфологии далеких галактик.

сделать разницу: спонсорские возможности