Telescópio espacial da NASA Hubble eo Observatório WM Keck no Havaí fez confirmações independentes de um exoplaneta orbitando longe de sua estrela central. O planeta foi descoberto através de um fenômeno chamado microlente gravitacional.
Esta descoberta abre uma nova peça de espaço descoberta na caça planeta extrasolar: descobrir planetas tão longe de suas estrelas centrais como Júpiter e Saturno são do nosso sol. Os resultados do Hubble e do Observatório Keck aparece em dois artigos na edição de 30 de julho do Astrophysical Journal.
A grande maioria dos exoplanetas catalogados até agora são muito perto das suas estrelas hospedeiras, porque várias técnicas de caça planetária atuais favorecem a descoberta de planetas em órbitas de período curto. Mas isto não é o caso com a técnica de microlente, o qual pode encontrar planetas mais distantes e mais frios em órbitas de longo período que outros métodos não podem detectar.
Microlente ocorre quando uma estrela do primeiro plano amplifica a luz de uma estrela de fundo que momentaneamente se alinha com ele. Se a estrela do primeiro plano tem planetas, então os planetas também podem amplificar a luz da estrela de fundo, mas por um período muito curto de tempo do que a sua estrela hospedeira. O momento exato e quantidade de amplificação de luz pode revelar pistas sobre a natureza da estrela do primeiro plano e seus planetas que o acompanham.
O sistema, catalogado como OGLE-2005-BLG-169, foi descoberto em 2005 pelo Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), o Microlensing Follow-Up Network (MicroFUN), e membros das Observações Microlensing em Astrofísica (MOA) collaborations- -Grupos que procura de planetas extra-solares através de microlente gravitacional.
Sem conclusivamente identificar e caracterizar a estrela do primeiro plano, no entanto, os astrônomos tiveram um tempo difícil determinar as propriedades do planeta que o acompanha. Usando Hubble e do Observatório Keck, duas equipes de astrônomos descobriram agora que o sistema consiste de um planeta Urano porte em órbita cerca de 370 milhões de milhas da sua estrela-mãe, um pouco menos do que a distância entre Júpiter eo Sol A estrela hospedeira, no entanto, é de cerca de 70 por cento da massa de nosso Sol
A imagem no topo da página é uma visão de Urano Hubble mostrando detalhes nuvem (NASA e Erich Karkoschka, University of Arizona).
"Estes alinhamentos casuais são raras, ocorrendo apenas uma vez a cada um milhão anos para um determinado planeta, por isso pensou-se que uma longa espera seria necessária antes do sinal de microlente planetário pôde ser confirmada", disse David Bennett, a liderança do equipe que analisou os dados do Hubble. "Felizmente, o sinal planetário prevê o quão rápido as posições aparentes do fundo da estrela e estrela hospedeira planetária vai separar, e nossas observações confirmaram esta previsão. Os dados do Hubble e do Observatório Keck, portanto, fornecer a primeira confirmação de um sinal de microlente planetário. "
Na verdade, microlente é uma ferramenta tão poderosa que pode descobrir planetas cujas estrelas de acolhimento não pode ser visto pela maioria dos telescópios. "É notável que podemos detectar planetas que orbitam estrelas invisíveis, mas nós realmente gostaria de saber algo sobre as estrelas que esses planetas orbitam", explicou Virginie Batista, líder da análise Keck Observatory."Os telescópios Keck e do Hubble nos permitir detectar essas estrelas hospedeiras planetária fracos e determinar suas propriedades."
Planetas são pequenos e fraco em comparação com suas estrelas hospedeiras; só alguns têm sido observadas diretamente fora do nosso sistema solar. Astrônomos muitas vezes dependem de duas técnicas indiretas para caçar planetas extra-solares. O primeiro método detecta planetas pela força gravitacional sutil que eles dão para as suas estrelas hospedeiras. Em outro método, os astrônomos observar pequenos mergulhos na quantidade de luz de uma estrela como um planeta passa na frente dela.
Ambas as técnicas funcionam melhor quando os planetas estão extremamente maciça ou quando eles orbitam muito perto de suas estrelas-mãe. Nestes casos, os astrônomos podem determinar com fiabilidade os seus períodos orbitais curtas, variando de horas a dias para um par de anos.
Mas para entender completamente a arquitetura de sistemas planetários distantes, os astrônomos devem mapear toda a distribuição dos planetas em torno de uma estrela. Os astrônomos, portanto, precisa olhar mais longe da estrela - de cerca de distância de Júpiter é do nosso Sol, e além.
"É importante compreender como estes sistemas comparar com o nosso sistema solar", disse o membro da equipa Jay Anderson, doSpace Telescope Science Institute em Baltimore, MD. "Então precisamos de um censo completo de planetas nestes sistemas. Microlente gravitacional é fundamental para ajudar os astrônomos obter insights sobre as teorias de formação planetária."
O planeta do sistema OGLE é provavelmente um exemplo de um planeta "falhou-Júpiter", um objeto que começa a se formar um núcleo de Júpiter-como de rocha e gelo pesando cerca de 10 massas terrestres, mas não cresce rápido o suficiente para accrete uma massa significativa de hidrogênio e hélio. Então, termina-se com uma massa de mais de 20 vezes menor do que a de Júpiter."Falha-Júpiter planetas, como OGLE-2005-BLG-169Lb , está previsto para ser mais comum do que Jupiters, especialmente em torno de estrelas com menos massa do que o Sol, de acordo com a teoria preferida da formação do planeta. Portanto, este tipo de planeta é pensado para ser bastante comum ", disse Bennett.
Microlente aproveita o movimento aleatório das estrelas, que são geralmente muito pequena para ser notado sem medições precisas. Se uma estrela, no entanto, passa quase precisamente em frente de um fundo mais distante da estrela, a gravidade da estrela em primeiro plano actua como uma lente gigante, aumentando a luz da estrela de fundo.
Um companheiro planetário em torno da estrela em primeiro plano pode produzir uma variação do brilho da estrela de fundo. Esta flutuação pode revelar iluminando o planeta, o que pode ser muito fraca, em alguns casos, para ser visto por telescópios. A duração de um evento é toda microlente vários meses, enquanto que a variação no brilho devido a um planeta tem a duração de algumas horas a alguns dias.
Os dados de microlente iniciais de OGLE-2005-BLG-169 tinha indicado um sistema combinado de primeiro plano e fundo estrelas, além de um planeta. Mas, devido aos efeitos obscuros da nossa atmosfera, um número de estrelas não relacionados também são misturados com os primeiro e segundo planos estrelas no campo de estrelas muito lotados em direcção ao centro da nossa galáxia.
As imagens do Hubble e do Observatório Keck afiadas permitiu que as equipas de investigação para separar a fonte fundo da estrela de seus vizinhos no campo de estrelas muito lotados na direção do centro da nossa galáxia. Embora as imagens do Hubble foram tomados 6,5 anos após o evento lensing, a fonte ea lente estrela ainda estavam tão juntas no céu que as suas imagens fundidas em o que parecia ser uma imagem estelar alongado.
Os astrônomos podem medir o brilho de origem e de acolhimento estrelas planetárias da imagem alongado. Quando combinado com a informação da curva de luz microlente, o brilho da lente revela as massas e separação orbital do planeta e sua estrela-mãe, bem como a distância do sistema planetário da Terra. Os primeiro e segundo planos estrelas foram observados em várias cores diferentes com Wide Field Camera 3 do Hubble (WFC3), permitindo confirmações independentes das determinações de massa e à distância.
As observações, tiradas com a câmera de infravermelho próximo 2 (NIRC2) no telescópio Keck 2 mais de oito anos após o evento de microlentes, desde uma medição precisa do movimento relativo dos primeiro e segundo planos estrelas '. "É a primeira vez que fomos capazes de resolver completamente a estrela fonte ea estrela lente após um evento de microlentes. Isso nos permitiu discriminar entre dois modelos que se encaixam os dados da curva de luz microlente", disse Batista.
Os dados do Observatório Hubble e Keck estão fornecendo prova de conceito para o principal método de detecção de exoplanetas que será usado por planejado, baseado no espaço da NASA Largo-Campo Infrared Survey Telescope (WFIRST), o que permitirá aos astrônomos determinar as massas dos planetas encontrados com microlente. WFIRST têm nitidez do Hubble para procurar exoplanetas utilizando a técnica de microlente. O telescópio será capaz de observar em primeiro plano, estrelas hospedeiras planetários que se aproximam as estrelas fonte fundo antes dos eventos de microlente, e do recuo das estrelas fonte fundo após os eventos de microlente.
"WFIRST fará medições como temos feito para OGLE-2005-BLG-169 para praticamente todos os eventos de microlente planetárias observadas. Saberemos as massas e as distâncias para os milhares de planetas descobertos por WFIRST", explicou Bennett.
O Galaxy diário via NASA / Goddard Space Flight Center
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