Sebuah makalah penelitian oleh tim astronom internasional [2] memberikan argumen yang masuk akal, tetapi jawaban definitif sekarang menunggu pengamatan lebih lanjut.
Pada beberapa kesempatan selama beberapa tahun terakhir, gambar-gambar astronomi mengungkapkan benda-benda redup, terlihat dekat bintang-bintang yang jauh lebih terang. Beberapa di antaranya telah dianggap sebagai planet yang mengorbit exoplanet, tetapi setelah penelitian lebih lanjut, tidak ada dari mereka yang bisa menghadapi ujian yang sebenarnya. Beberapa di antaranya adalah sahabat bintang yang samar, yang lain adalah bintang latar belakang yang sama sekali tidak berhubungan. Yang ini mungkin berbeda.
Pada bulan April tahun ini, tim astronom Eropa dan Amerika mendeteksi titik cahaya redup dan sangat redup yang sangat dekat (pada jarak sudut 0,8 arcsec) benda coklat kerdil, yang ditunjuk 2MASSWJ1207334-393254. Juga dikenal sebagai "2M1207", ini adalah "bintang gagal", yaitu tubuh yang terlalu kecil untuk proses fusi nuklir besar untuk dinyalakan di bagian dalam dan sekarang menghasilkan energi dengan kontraksi. Ini adalah anggota dari asosiasi bintang TW Hydrae yang berjarak sekitar 230 tahun cahaya. Penemuan ini dilakukan dengan optik adaptif yang didukung fasilitas NACO [3] di teleskop Yepun VLT 8,2 m di ESO Paranal Observatory (Chile).
Objek lemah lebih dari 100 kali lebih lemah dari 2M1207 dan spektrum inframerah-dekatnya diperoleh dengan upaya besar pada Juni 2004 oleh NACO, pada batas teknis fasilitas kuat. Spektrum ini menunjukkan tanda tangan molekul air dan menegaskan bahwa objek tersebut harus relatif kecil dan ringan.
Tak satu pun dari pengamatan yang tersedia bertentangan bahwa itu mungkin sebuah planet ekstrasurya di orbit sekitar 2M1207. Dengan mempertimbangkan warna inframerah dan data spektral, perhitungan model evolusi menunjuk ke sebuah planet bermassa 5 jupiter di orbit sekitar 2M1207. Namun, mereka belum mengizinkan keputusan yang jelas tentang sifat sebenarnya dari objek yang menarik ini. Dengan demikian, para astronom menyebutnya sebagai "Sahabat Kandidat Planet Raksasa (GPCC)" [4].
Pengamatan sekarang akan dilakukan untuk memastikan apakah gerakan di langit GPCC kompatibel dengan gerakan planet yang mengorbit 2M1207. Ini harus menjadi jelas dalam waktu paling lama 1-2 tahun.
Hanya setitik cahaya
Sejak 1998, tim astronom Eropa dan Amerika [2] sedang mempelajari lingkungan kaum muda, "asosiasi bintang" di dekatnya, yaitu, konglomerat besar yang sebagian besar bintangnya masih muda dan awan debu dan gas tempat mereka terbentuk baru-baru ini.
Bintang-bintang dalam asosiasi ini adalah target ideal untuk pencitraan langsung sahabat sub-bintang (planet atau benda kerdil coklat). Pemimpin tim, astronom ESO Gael Chauvin mencatat bahwa "apa pun sifatnya, objek sub-bintang jauh lebih panas dan lebih cerah ketika muda - puluhan juta tahun - dan karenanya dapat lebih mudah dideteksi daripada objek yang lebih tua dari massa serupa".
Tim ini terutama berfokus pada studi Asosiasi Hydrae TW. Terletak di arah konstelasi Hydra (Ular Air) jauh di bawah langit selatan, pada jarak sekitar 230 tahun cahaya. Untuk ini, mereka menggunakan fasilitas NACO [3] di teleskop Yepun VLT 8,2 m, salah satu dari empat teleskop raksasa di ESO Paranal Observatory di Chili utara. Optik adaptif instrumen (AO) mengatasi distorsi yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer, menghasilkan gambar inframerah-dekat yang sangat tajam. Sensor gelombang inframerah adalah komponen penting dari sistem AO untuk keberhasilan pengamatan ini. Instrumen unik ini merasakan deformasi gambar inframerah-dekat, yaitu di wilayah panjang gelombang di mana objek seperti 2M1207 (lihat di bawah) jauh lebih terang daripada dalam rentang yang terlihat.
Asosiasi Hydrae TW berisi bintang dengan pendamping kerdil coklat yang mengorbit, sekitar 20 kali massa Jupiter, dan empat bintang dikelilingi oleh piringan proto-planet yang berdebu. Benda kerdil coklat adalah "bintang gagal", mis. Badan terlalu kecil untuk proses nuklir untuk dinyalakan di interior mereka dan sekarang menghasilkan energi dengan kontraksi. Mereka memancarkan hampir tidak ada cahaya tampak. Seperti Matahari dan planet-planet raksasa di tata surya, mereka sebagian besar terdiri dari gas hidrogen, mungkin dengan sabuk awan yang berputar-putar.
Pada serangkaian paparan yang dilakukan melalui filter optik yang berbeda, para astronom menemukan setitik kecil cahaya merah, hanya 0,8 arcsec dari objek TWM Hydrae Association, coklat-kerdil 2MASSWJ1207334-393254, atau hanya "2M1207", lih. Foto PR 26a / 04. Gambar lemah lebih dari 100 kali lebih redup dari pada 2M1207. "Jika gambar-gambar ini diperoleh tanpa optik adaptif, objek itu tidak akan terlihat," kata Gael Chauvin.
Christophe Dumas, anggota tim lainnya, sangat antusias: “Kegembiraan melihat sumber cahaya yang redup secara real-time pada tampilan instrumen sungguh sulit dipercaya. Meskipun itu pasti jauh lebih besar dari objek ukuran terestrial, itu adalah perasaan aneh bahwa itu mungkin memang sistem planet pertama di luar kita sendiri yang pernah dicitrakan. "
Exoplanet atau Brown Dwarf?
Apa sifat dari objek redup ini [4]? Mungkinkah itu sebuah planet ekstrasurya di orbit di sekitar objek kerdil coklat muda itu pada jarak yang diproyeksikan sekitar 8.250 juta km (sekitar dua kali jarak antara Matahari dan Neptunus)?
"Jika calon pendamping 2M1207 benar-benar sebuah planet, ini akan menjadi pertama kalinya bahwa planet ekstrasurya yang terikat secara gravitasi telah dicitrakan di sekitar bintang atau katai coklat" kata Benjamin Zuckerman dari UCLA, anggota tim dan juga Astrobiologi NASA. Lembaga.
Menggunakan spektroskopi resolusi sudut tinggi dengan fasilitas NACO, tim telah mengkonfirmasi status subtellar dari objek ini - sekarang disebut sebagai "Pendamping Calon Planet Raksasa (GPCC)" - dengan mengidentifikasi penyerapan pita air yang luas di atmosfernya, cf . Foto PR 26b / 04.
Spektrum planet muda dan panas - seperti GPCC mungkin - akan memiliki kesamaan kuat dengan benda yang lebih tua dan lebih besar seperti kerdil coklat. Namun, ketika mendingin setelah beberapa puluh juta tahun, benda seperti itu akan menunjukkan tanda-tanda spektral planet gas raksasa seperti yang ada di tata surya kita.
Meskipun spektrum GPCC cukup "berisik" karena pingsan, tim mampu menetapkan untuk itu karakterisasi spektral yang mengecualikan kemungkinan kontaminasi oleh benda-benda ekstra-galaksi atau bintang-bintang keren tipe akhir dengan kelebihan inframerah abnormal, terletak di luar katai coklat.
Setelah mempelajari semua opsi dengan sangat hati-hati, tim menemukan bahwa, meskipun secara statistik sangat tidak mungkin, kemungkinan bahwa objek ini bisa menjadi lebih tua dan lebih besar, latar depan atau latar belakang, katai coklat dingin tidak dapat sepenuhnya dikecualikan. Analisis terperinci terkait tersedia dalam makalah penelitian yang dihasilkan yang telah diterima untuk diterbitkan dalam jurnal Eropa Astronomi & Astrofisika (lihat di bawah).
Implikasi
Katai coklat 2M1207 memiliki sekitar 25 kali massa Jupiter dan karenanya sekitar 42 kali lebih ringan dari Matahari. Sebagai anggota dari Asosiasi Hydrae TW, usianya sekitar delapan juta tahun.
Karena tata surya kita berusia 4.600 juta tahun, tidak ada cara untuk mengukur secara langsung bagaimana Bumi dan planet-planet lain terbentuk selama puluhan juta tahun pertama setelah pembentukan Matahari. Tetapi, jika para astronom dapat mempelajari sekitar bintang-bintang muda yang sekarang baru berusia puluhan juta tahun, maka dengan menyaksikan berbagai sistem planet yang sekarang terbentuk, mereka akan dapat memahami jauh lebih akurat asal usul kita yang jauh.
Anne-Marie Lagrange, anggota tim dari Grenoble Observatory (Prancis), melihat ke masa depan: “Penemuan kami mewakili langkah pertama menuju pembukaan bidang baru dalam astrofisika: pencitraan dan studi spektroskopi dari sistem planet. Studi-studi semacam itu akan memungkinkan para astronom untuk mengkarakterisasi struktur fisik dan komposisi kimia raksasa dan, akhirnya, planet-planet seperti-bumi. ”
Pengamatan tindak lanjut
Dengan mempertimbangkan warna inframerah dan data spektral yang tersedia untuk GPCC, perhitungan model evolusi menunjuk ke planet bermassa 5 jupiter, sekitar 55 kali lebih jauh dari 2M1207 daripada Bumi dari Matahari (55 AU). Suhu permukaan tampaknya sekitar 10 kali lebih panas daripada Jupiter, sekitar 1000? C; ini dengan mudah dijelaskan oleh jumlah energi yang harus dibebaskan selama laju kontraksi saat ini dari objek muda ini (memang, planet raksasa yang jauh lebih tua Jupiter masih menghasilkan energi di bagian dalamnya).
Para astronom sekarang akan melanjutkan penelitian mereka untuk mengkonfirmasi atau menyangkal apakah mereka sebenarnya telah menemukan sebuah planet ekstrasurya. Selama beberapa tahun ke depan, mereka berharap untuk membangun tanpa keraguan apakah benda itu memang sebuah planet di orbit sekitar 2M1207 kerdil coklat dengan mengamati bagaimana kedua benda bergerak melalui ruang dan untuk mengetahui apakah mereka bergerak bersama atau tidak. Mereka juga akan mengukur kecerahan GPCC pada berbagai panjang gelombang dan lebih banyak pengamatan spektral dapat dilakukan.
Tidak ada keraguan bahwa program masa depan untuk gambar planet luar di sekitar bintang terdekat, baik dari tanah dengan teleskop yang sangat besar dilengkapi dengan optik adaptif yang dirancang khusus, atau dari ruang angkasa dengan teleskop pencari planet khusus, akan sangat diuntungkan dari pencapaian teknologi saat ini.
Informasi lebih lanjut
Hasil yang disajikan dalam Siaran Pers ESO ini didasarkan pada sebuah makalah penelitian ("Calon Planet Raksasa di dekat Kurcaci Coklat Muda" oleh G. Chauvin et al.) Yang telah diterima untuk publikasi dan akan segera muncul di jurnal penelitian terkemuka " Astronomi dan Astrofisika ”. Pracetak tersedia di sini.
Catatan
[1]: Siaran pers ini dikeluarkan secara bersamaan oleh ESO dan CNRS (dalam bahasa Prancis).
[2]: Tim ini terdiri dari Gael Chauvin dan Christophe Dumas (ESO-Chile), Anne-Marie Lagrange dan Jean-Luc Beuzit (LAOG, Grenoble, Prancis), Benjamin Zuckerman dan Inseok Song (UCLA, Los Angeles, AS), David Mouillet (LAOMP, Tarbes, Prancis) dan Patrick Lowrance (IPAC, Pasadena, USA). Anggota tim Amerika mengakui sebagian pendanaan oleh Institut Astrobiologi NASA.
[3]: Fasilitas NACO (dari NAOS / Sistem Optik Adaptif Nasmyth dan CONICA / Near-Infrared Imager dan Spectrograph) di teleskop Yepun VLT 8,2-m pada Paranal menawarkan kemampuan untuk menghasilkan gambar inframerah-dekat dekat-inframerah yang terbatas dari objek-objek astronomi. . Ini merasakan radiasi di wilayah panjang gelombang ini dengan N90C10 dichroic; 90 persen fluks ditransmisikan ke sensor muka gelombang dan 10 persen ke kamera inframerah dekat CONICA. Mode ini sangat berguna untuk pencitraan yang tajam dari objek bintang atau bintang yang sangat rendah massa. Korektor optik adaptif (NAOS) dibangun, di bawah kontrak ESO, oleh Kantor Nasional d'Etudes et de Recherches A? Rospatiales (ONERA), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG) dan laboratorium LESIA dan GEPI dari Observatoire de Paris di Perancis, bekerja sama dengan ESO. Kamera CONICA dibangun, di bawah kontrak ESO, oleh Max-Planck-Institut Astronomie (MPIA) (Heidelberg) dan Institut Max-Planck untuk extraterrestrische Physik (MPE) (Garching) di Jerman, bekerja sama dengan ESO.
[4]: Apa perbedaan antara katai coklat kecil dan planet ekstrasurya? Garis batas antara keduanya masih diselidiki tetapi tampaknya benda kerdil coklat terbentuk dengan cara yang sama seperti bintang, yaitu dengan kontraksi dalam awan antarbintang sementara planet-planet terbentuk dalam piringan cakram bintang stabil melalui tumbukan / pertambahan planetesimal atau piringan ketidakstabilan. Ini menyiratkan bahwa katai coklat terbentuk lebih cepat (kurang dari 1 juta tahun) daripada planet (~ 10 juta tahun). Cara lain untuk memisahkan kedua jenis benda adalah dengan massa (karena ini juga dilakukan antara katai coklat dan bintang): planet (raksasa) lebih ringan dari sekitar 13 massa jupiter (massa kritis yang diperlukan untuk menyalakan fusi deuterium), katai coklat lebih berat. Sayangnya, definisi pertama tidak dapat digunakan dalam praktik, misalnya, ketika mendeteksi pendamping lemah seperti dalam kasus ini, karena pengamatan tidak memberikan informasi tentang cara objek itu dibentuk. Sebaliknya, kriteria massa di atas berguna dalam arti bahwa spektroskopi dan astrometri dari objek yang samar, bersama dengan model evolusi yang tepat, dapat mengungkapkan massa dan karenanya sifat dari objek tersebut.
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
