星63周の軌道を回る惑星の直接観測

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過去30年間で、太陽系を超えて発見された惑星の数は指数関数的に増加しました。残念ながら、私たちのテクノロジーの制限により、これらの太陽系外惑星の大部分は間接的な方法で発見されています。多くの場合、星の前にある惑星の通過を検出する(通過方法)か、星に及ぼす重力の影響です。 (放射速度法)。

惑星が可視光や赤外線の波長で観測されている直接撮像されたものはほとんどありません。そのような惑星の1つは、Beta Pictoris bです。これは、2008年にヨーロッパ南天天文台(ESO)のチームによって最初に観測された若い巨大な太陽系外惑星です。最近、同じチームがこの惑星を追跡して星を周回させた結果、驚くべき画像と同様に印象的なタイムラプスビデオができました。

2008年に初めて観測されたとき、ESOチームはベータピクトリスbが「スーパージュピター」であり、木星の質量が13で半径が木星の約1.5倍であることに気付きました。彼らはまた、それがその星(ピクトル星座でおよそ63光年離れた若いAタイプのメインシーケンススター)を約9 AU(地球と太陽の間の距離の9倍)の距離で周回したことにも言及しました。

この太陽系外惑星の最初の発見は、NACO装置として知られているNasmyth Adaptive Optics System(NAOS)–近赤外線イメージャーおよび分光器(CONICA)–チリのESOの超大型望遠鏡を使用して行われました。システムの観測では、彗星と2つの破片ディスクの存在も確認されました。これにより、天文学者は観測前にベータピクトリスbの存在を予測できました。

それ以来、同じチームがVLTの分光偏光高コントラストエキソプラネット研究装置(SPHERE)を使用して、2014年後半から2016年後半にかけてベータピクトリスbを追跡しました。この時点で、ベータピクトリスbはその星のハローの近くを通過しました。チームが一方を他方から解決することができなかったこと。しかし、ほぼ2年後(2018年9月)、ベータピクトリスbが再びハローから出現し、VLTのSPHERE装置によって捕捉されました。

そのサイズと広い軌道を考えると、ベータピクトリスbはSPHERE装置が特別に設計された直接イメージングの優れた候補でした。ほとんどの場合、現在の望遠鏡を使用して太陽系外惑星を直接画像化することは不可能です。これは、それらの星からの光が、それらの表面や大気から反射された光を覆い隠すためです。これは特に、星の近くを周回する小さな岩の惑星の場合に当てはまります。

ベータピクトリスbの大気から反射された光は、SPHEREがその軌道を発見して追跡し、親星の前の通路から出てきたときにそれを見つけることを可能にしたものです。惑星は地球に閉じ込められた観測者に対してその星の前を直接通過しないため、これはトランジットを構成しなかったことに注意することが重要です。このため、惑星はトランジットメソッドを使用して検出されていません。

星から9 AU(13億km、8億マイル)の位置にあるベータピクトリスbは、土星の太陽の軌道に似た距離で星を周回しています。これにより、これまで直接画像化することが最も接近して軌道を回る太陽系外惑星になります。 ESOチームによってキャプチャされた画像は、2014年から2018年の間に星を周回している惑星を示すタイムラプスビデオも可能にしました(以下を参照)。

Beta Pictoris bの発見と、それが追跡された最近の方法は、どちらも驚くべき成果でした。それらはまた、太陽系外惑星の研究で現在行われている遷移の特徴でもあります。数千の惑星が確認され、研究に利用できるようになったことで、科学者たちは発見のプロセスから、太陽系外惑星の特性化に向かっています(大気の組成を決定し、実際に生命をサポートできるかどうか)。

今後数年で、より高い解像度と感度を持つ次世代の望遠鏡のおかげで、直接イメージング法を使用してより多くの太陽系外惑星が発見されることが期待されています。これらには ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)、 非常に大きな望遠鏡 (ELT)と 巨大マゼラン望遠鏡 (MGT)。

そして、ESOの厚意により、Peta Pictoris bのタイムラプスビデオを必ずチェックしてください。

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