動いている画像を直接撮影する4つの惑星システム

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ペガサス星座の方向に地球から約129光年に位置するのが、HR 8799の比較的若い星系です。2008年から、4つの軌道を回る太陽系外惑星がこの系で発見されました。直接イメージング技術を使用して確認されました。そして、時間の経過とともに、天文学者たちはこれらの4つの惑星が互いに共鳴していると信じるようになりました。

この場合、4つの惑星は1:2:4:8の共振で星を周回します。これは、各惑星の軌道周期がシステムの他の惑星とほぼ正確な比率であることを意味します。これは比較的ユニークな現象であり、ジェイソンワン(NASAがスポンサーとなっている太陽系外惑星系科学(NExSS)のバークレー部門の大学院生)にインスピレーションを与え、軌道ダンスを説明するビデオを制作しました。

W.M.が取得した画像を使用7年間にわたるケック天文台であるWangの動画は、これら4つの太陽系外惑星の動きを垣間見せています。下にあるように、中心の星は黒く塗りつぶされており、その惑星から反射する光を見ることができます。また、惑星が完全な軌道周期(数十年から数世紀もかかる)を完了していることは示していませんが、星の4つの惑星間に存在する共鳴を美しく示しています。

Jason WangがSpace Magazineにメールで伝えたように:

「データは、天文学者のチーム(Christian Marois、Quinn Konopacky、Bruce Macintosh、Travis Barman、Ben Zuckerman)によって、10メートルのケック望遠鏡の1つから7年間にわたって取得されました。クリスチャンはデータの7つのエポックのそれぞれを減らして、7つのデータフレームを作成しました。次に、モーション補間を使用してこれらの7フレームを100フレームに補間して滑らかなビデオを作成し、途切れることのないように動画を作成しました(まるで地球から毎月観察できるように)。」

4つの太陽系外惑星の画像は、もともとカナダ国立研究評議会のヘルツバーグ宇宙物理学研究所のクリスチャンマロワ博士によって撮影されました。マロワと彼の同僚が直接画像技術を使用してHR 8799の惑星の最初の3つ(HR 8799 b、cおよびd)を発見したのは2008年でした。ほぼ同時に、カリフォルニア大学バークレー校のチームが、同じくダイレクトイメージングを使用したFomalhaut bの発見を発表しました。

これらの惑星はすべて、木星のサイズの1.2倍から1.3倍、質量の7倍から10倍のサイズと質量が似ているガス巨星であると決定されました。彼らの発見時、HR 8799 dはその星に最も近い惑星であり、約27天文単位(AU)の距離にあり、他の2つの軌道はそれぞれ約42および68 AUの距離にありました。

惑星がすでに1998年に観測されていることにチームが気づいたのはその後のことでした。当時、ハッブル宇宙望遠鏡の近赤外線カメラとマルチオブジェクトスペクトロメーター(NICMOS)は、惑星の存在を示すシステムから光を得ていました。しかし、これは、新たに開発された画像処理技術が導入されるまで明らかにされませんでした。したがって、「プレディスカバリー」は見過ごされました。

2009年と2010年にさらに観測を行った結果、第4の惑星HR 8799 eの存在が明らかになりました。この惑星は、他の3つの惑星の内部に軌道を置いていました。それでも、この惑星は太陽から地球に比べて星から15倍離れているため、軌道周期は約18,000日(49年)になります。他の人は、HR 8799の軌道を完了するのに(それぞれ)約112、225、および450年かかります。

最終的に、王は太陽系外惑星の探索がいかに刺激的であるかを説明するために、ビデオ(彼の最初ではなかった)を制作することを決定しました。彼が言ったように:

「私はこの運動補間アルゴリズムを別の太陽系外惑星システム、ベータピクトリスbのために書きました。そこでは、ある惑星がその星に飛び込んでいるように見えます(実際にはその前を旋回しているだけです)。 HR 8799にも同じことをして、このシステムに命を吹き込み、太陽系外惑星を直接イメージングすることに興奮を共有したかったのです。他の星が他の星を周回するのを見るテクノロジーがあることは、驚くべきことだと思います。」

さらに、このビデオは、太陽系外惑星の研究にいくつかのユニークな機会を提供する星系に注目を集めています。 HR 8799は直接イメージングされる最初の多惑星システムであるため、天文学者は4つの惑星の軌道を直接観測し、それらの動的相互作用を観察し、現在の構成にどのように到達したかを判断できます。

天文学者はこれらの惑星の大気のスペクトルを取得してその組成を研究し、これを私たちの太陽系の巨大ガスと比較することもできます。また、このシステムは非常に若い(たった4,000万年前)ので、惑星形成プロセスについて多くを知ることができます。最後に、重要なことに、それらの広い軌道(サイズを考えると必然)は、システムが安定していないことを意味します。

Wang氏によると、将来、天文学者たちはシステムから惑星が放出されるかどうかを監視する予定です。私はあなたのことは知りませんが、HR 8799のガスジャイアントの1つがシステムから起動されることを示すビデオもかなり刺激的だと思います。

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