Ďalekohľady ESO pomohli odhaliť doteraz najväčšiu skupinu túlavých planét


eso2120cs — Tlačová správa (vedecká)

Ďalekohľady ESO pomohli odhaliť doteraz najväčšiu skupinu túlavých planét

22. december 2021

Túlavé planéty sú ťažko pozorovateľné objekty s podobnou hmotnosťou ako planéty Slnečnej sústavy, ktoré ale neobiehajú okolo žiadnej hviezdy, ale samostatne putujú v medzihviezdnom priestore. Až doteraz ich bolo známych len malé množstvo. Medzinárodnému tímu astronómov sa teraz – okrem iného aj pomocou ďalekohľadov Európskeho južného observatória ESO – podarilo nájsť minimálne 70 túlavých planét. Jedná sa o najväčšiu skupinu týchto vesmírnych telies, aká bola doteraz objavená a je to významný krok na ceste k objasneniu pôvodu a porozumeniu vlastností týchto záhadných galaktických nomádov.

„Ani sme netušili, koľko takýchto objektov môžeme očakávať a prekvapilo nás, že sme ich toľko našli.“ hovorí astronómka Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francúzsko; University of Vienna, Rakúsko), hlavná autorka novej štúdie publikovanej v časopise Nature Astronomy.

Túlavé planéty, ktoré putujú vo vesmíre ďaleko od hviezd, ktoré by ich mohli osvetľovať, by za normálnych okolností nebolo možné zaznamenať. Núria Miret-Roig a jej tím však využili fakt, že tieto objekty sú od svojho zrodu cca niekoľko miliónov rokov stále dostatočne teplé na to, aby sami žiarili. Vďaka tomu sú tieto objekty priamo pozorovateľné citlivými kamerami a veľkými ďalekohľadmi. Našli najmenej 70 nových túlavých planét s hmotnosťou porovnateľnou s Jupiterom v oblasti tvorby hviezd blízko nášho Slnka, ktorá sa nachádza v súhvezdí Škorpióna (Sco) a Hadonosa (Oph).

K zachyteniu takého množstva telies členovia tímu využili tie dáta, ktoré boli získané pomocou viacerých teleskopov na Zemi a vo vesmíre behom 20 rokov. „Merali sme malé, vlastné pohyby, farby a svietivosť desiatok miliónov objektov na rozsiahlej ploche oblohy.“ vysvetľuje Núria Miret-Roig. „A tieto dáta nám umožnili bezpečne identifikovať najslabšie objekty patriace do tejto oblasti – túlavé planéty.“

Členovia tímu použili aj pozorovania získané s ďalekohľadmiESO/VLT (Very Large Telescope), VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), VST (VLT Survey Telescope) a MPG/ESO (MPG/ESO 2.2-metre telescope), ktoré pracujú v Čile. „Najväčšie množstvo dát pochádza z observatórií ESO, ktoré tak boli pre naše štúdie zásadné. Kľúčom k úspechu v tomto prípade bolo široké zorné pole a vysoká citlivosť.“ vysvetľuje astronóm Harvé Bouy (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francúzsko), vedúci celého výskumného projektu. „Použili sme desiatky tisíc širokouhlých záberov oblohy získaných prístrojmi ESO, ktoré zodpovedajú stovkám hodín pozorovania a desiatkam terabajtov dát.“

Vedci taktiež použili dáta z družice GAIA Európskej vesmírnej agentúry a výsledky tak predstavujú významný úspech spolupráce pozemných a kozmických teleskopov pri skúmaní vesmíru.

Tieto štúdie naznačili, že by mohlo existovať omnoho viac planetárnych objektov, ktoré neobiehajú okolo hviezd a čakajú na objavenie. „V Galaxii by mohlo byť až niekoľko miliárd voľne putujúcich obrích planét bez materskej hviezdy.“ upozorňuje Hervé Bouy.

Štúdium týchto novoobjavených túlavých planét umožní astronómom získať dôležité informácie o procesoch ich vzniku. Niektorí vedci si myslia, že by mohli vznikať pri kolapse prachoplynného oblaku, ktorý je príliš malý na to, aby sa v ňom vytvorili hviezdy. Prípadne sa jedná o telesá, ktoré boli vyvrhnuté zo svojej materskej planetárnej sústavy. Ktorý z týchto mechanizmov je najpravdepodobnejší, zatiaľ nevieme.

Kľúčom k odhaleniu tajomstva túlavých planét bude ďalší technologický pokrok. Členovia tímu dúfajú, že budú môcť pokračovať v detailnom výskume túlavých planét aj s pomocou pripravovaného ďalekohľadu ESO/ELT (Extremely Large Telescope), ktorý je vo fáze výstavby v čilskom púšti Atacama a mal by zahájiť vedecké pozorovanie na konci tohto desaťročia. „Ide o extrémne slabé objekty a s pomocou súčasného vybavenia sa dá o nich zistiť len málo.“ dodáva Hervé Bouy. „ELT bude absolútne dôležitý pre získanie ďalších informácií o väčšine túlavých planét, ktoré sme našli.“

 

Poznámka

Presný počet túlavých planét, ktoré boli objavené je ťažké spresniť. Predpovedané pozorovanie neumožňuje astronómom určiť hmotnosti nájdených telies. Objekty o hmotnosti 13krát vyššie ako Jupiter pravdepodobne nie sú planétami, a nie je možné do počtu zahrnúť. Ale vzhľadom k tomu, že nemáme k dispozícií informácie o hmotnosti, musia vedci spoľahnúť na meranie jasnosti, ktorá poskytuje hornú hranicu počtu zachytených túlavých planét. Jasnosť určitým spôsobom závisí aj na veku objektu – staršia planéta mala viac času vychladnúť a samozrejme je slabšia. Ale keď celá skúmaná oblasť je staršia, v tom prípade najjasnejšie objekty nie sú planéty, pretože pravdepodobne nie sú planéty a opačne. Vzhľadom k neistote určenia veku oblasti tak odhadovaný počet objavených planét sa pohybuje medzi 70 až 170.

——————-
More information

This research was presented in the paper “A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association” to appear in Nature Astronomy (DOI: 10.1038/s41550-021-01513-x). It has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (grant agreement No 682903, P.I. H. Bouy), and from the French State in the framework of the ”Investments for the Future” Program, IdEx Bordeaux, reference ANR-10-IDEX-03-02.

The team is composed of Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS, France [LAB]; University of Vienna, Department of Astrophysics, Austria), Hervé Bouy (LAB), Sean N. Raymond (LAB), Motohide Tamura (Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japan; Astrobiology Center, National Institutes of Natural Sciences, Tokyo, Japan [ABC-NINS]), Emmanuel Bertin (CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris,France [IAP]; Sorbonne Université, IAP, France) David Barrado (Centro de Astrobiología [CSIC-INTA], Depto. de Astrofísica, ESAC Campus, Spain), Javier Olivares (LAB), Phillip Galli (LAB), Jean-Charles Cuillandre (AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université de Paris, France), Luis Manuel Sarro (Depto. de Inteligencia Artificial, UNED, Spain) Angel Berihuete (Depto. Estadística e Investigación Operativa, Universidad de Cádiz, Spain) & Nuria Huélamo (CSIC-INTA).

The European Southern Observatory (ESO) enables scientists worldwide to discover the secrets of the Universe for the benefit of all. We design, build and operate world-class observatories on the ground — which astronomers use to tackle exciting questions and spread the fascination of astronomy — and promote international collaboration in astronomy. Established as an intergovernmental organisation in 1962, today ESO is supported by 16 Member States (Austria, Belgium, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Ireland, Italy, the Netherlands, Poland, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom), along with the host state of Chile and with Australia as a Strategic Partner. ESO’s headquarters and its visitor centre and planetarium, the ESO Supernova, are located close to Munich in Germany, while the Chilean Atacama Desert, a marvellous place with unique conditions to observe the sky, hosts our telescopes. ESO operates three observing sites: La Silla, Paranal and Chajnantor. At Paranal, ESO operates the Very Large Telescope and its Very Large Telescope Interferometer, as well as two survey telescopes, VISTA working in the infrared and the visible-light VLT Survey Telescope. Also at Paranal ESO will host and operate the Cherenkov Telescope Array South, the world’s largest and most sensitive gamma-ray observatory. Together with international partners, ESO operates APEX and ALMA on Chajnantor, two facilities that observe the skies in the millimetre and submillimetre range. At Cerro Armazones, near Paranal, we are building “the world’s biggest eye on the sky” — ESO’s Extremely Large Telescope. From our offices in Santiago, Chile we support our operations in the country and engage with Chilean partners and society.

Contacts

Núria Miret-Roig
Department of Astrophysics, University of Vienna
Vienna, Austria
Tel: +43 1427753845
Email: nuria.miret.roig@univie.ac.at

Hervé Bouy
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux
Pessac, France
Tel: +33 5 40 00 32 94
Email: herve.bouy@u-bordeaux.fr

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cell: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

——————–

Pôvodný článok: https://www.eso.org/public/news/eso2120/

 

ESO*lar