過去21年間、ハッブル宇宙望遠鏡は膨大な量のデータを収集しており、ハッブルアーカイブセンターは望遠鏡の寿命の毎週約18枚のDVDを満たしています。現在、改良されたデータマイニングテクニックにより、1998年のHST画像を徹底的に再分析すると、以前は検出されなかった太陽系外惑星など、いくつかの隠された宝物が明らかになりました。
科学者達は、この発見はアーカイブされたハッブルデータを使用することにより惑星狩猟の新しい方法を証明するのに役立つと言います。また、ハッブルデータで追加の太陽系外惑星を発見すると、以前の軌道運動データをより最近の観測と比較するのに役立ちます。
天文学者は以前に見えなかった太陽系外惑星をどのように検出しましたか？また、使用された方法は他のHSTデータセットに適用できますか？
HSTデータで隠された太陽系外惑星が明らかになったのはこれが初めてではありません。2009年、モントリオール大学のDavid LafreniereがHR 8799のハッブル画像で隠された太陽系外惑星のデータを復元しました。研究されたHST画像は、近赤外線カメラで1998年に撮影されました。マルチオブジェクト分光計（NICMOS）。 HR 8799を周回する最も外側の惑星が特定され、中心星の輝きからかすかな惑星を引き裂くことができる新しいデータ処理技術の威力を実証しました。
現在、4つの巨大惑星がHR 8799を周回していることが知られており、最初の3つは2007/2008年にW.M.の計器で撮影された近赤外線画像で発見されました。カナダ国立研究評議会のクリスチャンマロワによるケック天文台とジェミニ北望遠鏡。 2010年、マロワと彼のチームは、4番目に内側の惑星を発見しました。 HR 8799システムを非常にユニークなものにしているのは、直接イメージングされた唯一のマルチ太陽系外惑星の星系であることです。
宇宙望遠鏡科学研究所のRemi Soummerによる新しい分析では、3つの外惑星すべてが見つかりました。残念ながら、最も内側にある4番目の惑星はHR 8799に近く、中央の星の光を遮るNICMOSコロナグラフによって覆い隠されているため、画像化できません。
天文学者が太陽系外惑星を直接画像化して研究する場合、数年おきに撮られた画像を研究します。これは、エリスのような太陽系で冥王星や他の矮小惑星を見つけるために使用される方法とは異なりません。巨大惑星はシステム内の隣接する惑星の軌道に影響を与える可能性があるため、多惑星システムの軌道を理解することは重要です。 「ハッブルの画像から、軌道の形状を特定できます。これにより、システムの安定性、惑星の質量と偏心、およびシステムの傾斜についての洞察が得られます」とSoummer氏は言います。
研究を困難にしているのは、それぞれ約100年、200年、400年の3つの外惑星の非常に長い軌道です。長い軌道周期は、天文学者が研究するのに十分な運動を生成するためにかなりの時間を必要とします。ただし、この場合、ハッブルデータから追加されたタイムスパンはかなり役立ちます。 「このアーカイブにより、今では10年間の科学が得られました」とSoummer氏は言います。 「このデータがなければ、さらに10年待たなければならなかっただろう。科学は無料で10年になります。」
400年の軌道期間を考えると、過去10年間で最も外側の惑星の位置はほとんど変わりません。 「しかし、次の内側の惑星に行くと、少し軌道が見え、3番目の内側の惑星には実際に多くの動きが見られます」とSoummer氏は付け加えました。
元のHSTデータが分析されたとき、HR 8799を周回するような太陽系外惑星を検出するために使用された方法は利用できませんでした。ホスト星からの光を差し引く手法は、かすかな太陽系外惑星をかき消すような残留光を残しました。 Soummerと彼のチームは以前の方法を改善し、10年以上のNICMOS観測からの400以上の画像を使用しました。
以前の手法の改善点には、コントラストの増加と残留スターライトの最小化が含まれていました。 Soummer氏と彼のチームは、アマチュアおよびプロの望遠鏡のイメージングシステムが被る現象である回折スパイクの除去にも成功しました。 Soummer氏とそのチームは、改善された技術により、HR 8799のかすかな内惑星の2つを見ることができました。これは、ホスト星の赤外線の明るさの約10万分の1です。
Soummerは、NICMOSアーカイブ内のさらに400個の星を同じ手法で分析する計画を立てました。これは、ハッブル宇宙望遠鏡のデータアーカイブの威力を示しています。さらに多くの太陽系外惑星が明らかにされているのは誰かの推測です。
これらの新しい太陽系外惑星を見つけることは、HSTが機能しなくなった後でもハッブルのデータが存続し、科学者が宇宙を理解するために探求を続ける間、何年もハッブルの啓示に依存することを証明します。
出典：ハッブル宇宙望遠鏡ミッションアップデート
