Nachází se asi 129 světelných let od Země ve směru k Souhvězdí Pegasus je relativně mladý hvězdný systém HR 8799 . Počínaje rokem 2008 byly v tomto systému objeveny čtyři obíhající exoplanety, které spolu s exoplanetou Formalhaut b – byly úplně první, které byly potvrzeny pomocí techniky přímého zobrazování. A postupem času astronomové uvěřili, že tyto čtyři planety spolu rezonují.
V tomto případě čtyři planety obíhají kolem své hvězdy s rezonancí 1:2:4:8, což znamená, že oběžná doba každé planety je v téměř přesném poměru s ostatními v systému. Jde o poměrně unikátní jev, který inspiroval Jasona Wanga – postgraduálního studenta z Berkeleyské pobočky NASA sponzorované Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) – vytvořit video, které ilustruje jejich orbitální tanec.
Pomocí obrázků získaných pomocí W.M. Observatoř Keck během sedmi let poskytuje Wangovo video letmý pohled na tyto čtyři exoplanety v pohybu. Jak můžete vidět níže, centrální hvězda je zatemněná, takže je vidět světlo odrážející se od jejích planet. A i když to neukazuje planety, které dokončují celou oběžnou dobu (což by trvalo desetiletí nebo dokonce staletí), krásně ilustruje rezonanci, která existuje mezi čtyřmi planetami hvězdy.
Jak Jason Wang řekl Universe Today prostřednictvím e-mailu:
'Data byla získána během 7 let z jednoho z 10metrových Keckových dalekohledů týmem astronomů (Christian Marois, Quinn Konopacky, Bruce Macintosh, Travis Barman a Ben Zuckerman). Christian zredukoval každou ze 7 epoch dat, aby vytvořil 7 snímků dat. Potom jsem vytvořil film pomocí pohybové interpolace, abych těchto 7 snímků interpoloval do 100 snímků, abych získal plynulé video, aby nebylo trhané (jako bychom je mohli pozorovat každý měsíc ze Země).
Snímky čtyř exoplanet původně pořídil Dr. Christian Marois z National Research Council of Canada. Herzbergův ústav astrofyziky . to bylo v roce 2008 že Marois a jeho kolegové objevili první tři planety HR 8799 – HR 8799 b, c a d – pomocí techniky přímého zobrazování. Zhruba ve stejnou dobu tým z Oznámila to UC Berkeley objev Fomalhaut b, také pomocí přímého zobrazování.
Všechny tyto planety byly určeny jako plynné obry podobné velikosti a hmotnosti, s 1,2 až 1,3 násobkem velikosti Jupitera a 7 až 10 násobkem jeho hmotnosti. V době jejich objevu se věřilo, že HR 8799 d je planetou nejblíže své hvězdě, ve vzdálenosti asi 27 astronomických jednotek (AU) – zatímco ostatní dvě obíhají ve vzdálenostech asi 42 a 68 AU.
Snímek HR 8799 (vlevo) pořízený HST v roce 1998, snímek zpracovaný za účelem odstranění rozptýleného světla hvězd (uprostřed) a ilustrace planetárního systému (vpravo). Poděkování: NASA/ESA/STScI/R. Soummer
Teprve poté si tým uvědomil, že planety byly pozorovány již v roce 1998. Tehdy Near Infrared Camera a Multi-Object Spectrometer Hubble Space Telescope (NICMOS) získala světlo ze systému, který indikoval přítomnost planet. To však nebylo jasné, dokud nebyla nainstalována nově vyvinutá technika zpracování obrazu. Proto „předobjevení“ zůstalo bez povšimnutí.
Další pozorování v letech 2009 a 2010 odhalila existenci čtvrté planety – HR 8799 e – která měla oběžnou dráhu umístěnou uvnitř ostatních tří. I tak je tato planeta od své hvězdy patnáctkrát dále než Země od Slunce, což má za následek oběžnou dobu asi 18 000 dní (49 let). Ostatním trvá přibližně 112, 225 a 450 let (v tomto pořadí), než dokončí oběžnou dráhu HR 8799.
Nakonec se Wang rozhodl natočit video (které nebylo jeho první), aby ilustroval, jak vzrušující může být hledání exoplanet. Jak řekl:
„Napsal jsem tento pohybový interpolační algoritmus pro jiný systém exoplanet, Beta Pictoris b, kde vidíme jednu planetu na orbitě z okrajů, která vypadá, jako by se nořila do své hvězdy (ve skutečnosti jen krouží před ní). Chtěli jsme udělat totéž pro HR 8799, abychom tento systém oživili a podělili se o naše nadšení z přímého zobrazování exoplanet. Myslím, že je docela úžasné, že máme technologii, abychom mohli sledovat jiné světy obíhající kolem jiných hvězd.'
Video navíc upozorňuje na hvězdný systém, který představuje některé jedinečné příležitosti pro výzkum exoplanet. Vzhledem k tomu, že HR 8799 byl prvním multiplanetárním systémem s přímým snímkováním, astronomové mohou přímo pozorovat oběžné dráhy čtyř planet, pozorovat jejich dynamické interakce a určovat, jak dospěly ke své současné konfiguraci.
Astronomové budou také schopni pořizovat spektra atmosfér těchto planet, aby mohli studovat jejich složení a porovnat je s plynnými obry naší vlastní sluneční soustavy. A protože je systém opravdu docela mladý (pouhých 40 milionů let starý), může nám o procesu formování planet prozradit mnoho. V neposlední řadě by jejich široké oběžné dráhy (nezbytnost vzhledem k jejich velikosti) mohly znamenat, že systém je méně než stabilní.
V budoucnu budou podle Wanga astronomové sledovat, zda ze systému nebudou vyvrženy nějaké planety. Nevím jak vy, ale já bych považoval video, které ilustruje, jak se jeden z plynových gigantů HR 8799 spouští z jeho systému, za docela inspirativní!
Další čtení: NASA