Обнаружение внесолнечных планет стало настолько обычным явлением, что кажется, что астрономам просто нужно взглянуть вверх, и открывается другой мир. Однако результаты недавно завершенной Кампании по поиску планет обсерватории Близнецов — самого глубокого и обширного прямого исследования изображений на сегодняшний день — показывают, что огромное удаленное орбитальное пространство вокруг многих типов звезд в значительной степени лишено планет газовых гигантов, которые, по-видимому, имеют тенденцию к живут рядом со своими родительскими звездами.
«Кажется, что экзопланеты газовых гигантов похожи на цепляющееся потомство», — говорит Майкл Лю из Института астрономии Гавайского университета и лидер кампании Gemini Planet-Finding Campaign. "Большинство людей стараются избегать орбитальных зон вдали от родителей. В нашем поиске мы могли бы найти газовых гигантов за пределами орбитальных расстояний, соответствующих Урану и Нептуну в нашей собственной Солнечной системе, но мы не нашли ни одного.«Кампания проводилась на телескопе Джемини-Юг в Чили при финансовой поддержке команды Национального научного фонда и НАСА.
По словам Лю, результаты кампании помогут ученым лучше понять, как формируются планеты-газовые гиганты, поскольку орбитальные расстояния планет являются ключевым признаком, который астрономы используют для проверки теорий образования экзопланет.
Эрик Нильсен из Гавайского университета, который возглавляет новую статью о поиске Кампанией планет вокруг звезд более массивных, чем Солнце, добавляет, что результаты имеют значение, выходящее за рамки конкретных звезд, изображенных командой. «Две самые большие планеты в нашей Солнечной системе, Юпитер и Сатурн, расположены близко к нашему Солнцу, на расстоянии в 10 раз больше, чем расстояние между Землей и Солнцем», — отмечает он. «Мы обнаружили, что отсутствие планет газовых гигантов на более далеких орбитах типично для близлежащих звезд в широком диапазоне масс."
Вскоре будут опубликованы две дополнительные статьи из Кампании, в которых будут выявлены аналогичные тенденции в отношении других классов звезд. Однако не все экзопланеты газовых гигантов прижимаются так близко к дому.
В 2008 году астрономы с помощью телескопа Gemini North и W.M. Обсерватория Кека на Мауна-Кеа на Гавайях впервые сделала прямые снимки семейства планет вокруг звезды HR 8799, обнаружив планеты-газы-гиганты на большом орбитальном расстоянии (примерно в 25-70 раз больше расстояния между Землей и Солнцем). Это открытие было сделано после изучения всего нескольких звезд, что позволяет предположить, что такие газовые гиганты с большим разделением могут быть обычным явлением.
Последние результаты Близнецов, основанные на более обширном поиске изображений, показывают, что планеты-газовые гиганты на таких расстояниях на самом деле необычны.
Лю резюмирует ситуацию так: «Мы уже почти 20 лет знаем, что планеты-газы-гиганты существуют вокруг других звезд, по крайней мере, на близком расстоянии. Благодаря прогрессу в методах прямого построения изображений мы теперь можем узнать, как далеко обычно могут находиться планеты.
Ответ заключается в том, что они обычно избегают значительных участков недвижимости вокруг своих принимающих звезд. Первые результаты, такие как HR 8799, вероятно, исказили наше восприятие."
Вторая новая работа команды исследует системы, в которых на пылевых дисках вокруг молодых звезд видны дыры, которые, как давно подозревали астрономы, очищаются гравитационной силой вращающихся вокруг планет. "Совершенно очевидно, что если вы видите убранный мусор, ответственность за это несет планета, но мы не знали, какие типы планет могут вызывать это. Похоже, что вместо массивных планет виноваты меньшие планеты, которые мы не можем обнаружить напрямую ", — сказал Захед Ваххадж из Европейской южной обсерватории и ведущий автор обзора по пыльным дисковым звездам.
Наконец, третья новая работа команды посвящена самым молодым звездам, близким к Земле. «Младшая система должна иметь более яркие и легко обнаруживаемые планеты», — считает ведущий автор Бет Биллер из Института астрономии Макса Планка.
«Вокруг других звезд телескоп Кеплера НАСА показал, что планет больше, чем Земля, и в пределах орбиты Меркурия много», — объясняет Биллер. "Кампания NICI демонстрирует, что планеты-газовые гиганты за пределами орбиты Нептуна встречаются редко."Gemini Planet Imager, который должен быть доставлен в ближайшее время, начнет заполнять этот пробел, вероятно, впервые показывая, как обычные планеты-гиганты находятся на орбитах, похожих на газовые планеты-гиганты нашей собственной Солнечной системы.
Наблюдения для кампании были получены с помощью инструмента Gemini, известного как NICI, коронографического формирователя изображений ближнего инфракрасного диапазона, который был первым инструментом для телескопа 8-10 метрового класса, разработанного специально для поиска слабых спутников вокруг ярких звезд. NICI был построен Дугом Туми (Mauna Kea Infrared), Кристом Фтакласом и Марком Чуном (Гавайский университет) при финансовой поддержке НАСА.
Первые две статьи Кампании были приняты для публикации в The Astrophysical Journal (Nielsen et al. и Ваххадж и др.), а третья статья (Биллер и др.) будет опубликован позже этим летом.
Команда кампании NICI состоит из PI Майкл Лю, соучредителя Марка Чуна (Гавайский университет), соучредителя Лэрда Клоуз (Университет Аризоны), Дуга Туми (Инфракрасное излучение Мауна-Кеа), Криста Фтакласа (Гавайский университет), Захеда Ваххадж (Европейская южная обсерватория), Бет Биллер (Институт астрономии Макса Планка), Эрик Нильсен (Гавайский университет), Евгения Школьник (DTM, Вашингтонский институт Карнеги), Адам Берроуз (Принстонский университет), Нил Рид (Научный институт космического телескопа) ), Ниранджан Татте, Матиас Тека, Фрейзер Кларк (Оксфордский университет), Джейн Грегорио Хетем, Элизабет де Гувейя Даль Пино (Университет Сан-Паулу), Сильвия Аленкар (Университет Минас-Жерайс), Павел Артимович (Университет Торонто), Дуг Лин (Калифорнийский университет в Санта-Круз), Сигеру Ида (Токийский технологический институт), Алан Босс (DTM, Вашингтонский институт Карнеги), и Марк Кучнер (НАСА Годдард), Том Хейворд и Маркус Хартунг (Обсерватория Близнецов), Джаред Мэйлз и Энди Скемер (Университет Аризоны).