Situat la aproximativ 129 de ani lumină de Pământ în direcția constelației Pegasus este sistemul stelar relativ tânăr al HR 8799. Începând cu 2008, patru exoplanete orbitante au fost descoperite în acest sistem care - alături de exoplaneta Formalhaut b - au fost primii care au fost confirmată folosind tehnica imagistică directă. Și de-a lungul timpului, astronomul a ajuns să creadă că aceste patru planete sunt în rezonanță unele cu altele.
În acest caz, cele patru planete își orbitează steaua cu o rezonanță 1: 2: 4: 8, ceea ce înseamnă că perioada orbitală a fiecărei planete este într-un raport aproape precis cu celelalte din sistem. Acesta este un fenomen relativ unic, unul care l-a inspirat pe Jason Wang - un student absolvent de la brațul Berkeley al Nexus sponsorizat de NASA pentru Exoplanet System Science (NExSS) - să producă un videoclip care ilustrează dansul lor orbital.
Folosind imagini obținute de W.M. Observatorul Keck pe o perioadă de șapte ani, videoclipul lui Wang oferă o privire a acestor patru exoplanete în mișcare. După cum puteți vedea mai jos, steaua centrală este înnegrită, astfel încât lumina care se reflectă în afara planetelor sale să poată fi văzută. Și deși nu arată planetele care finalizează o perioadă orbitară completă (care ar dura decenii și chiar secole), ilustrează frumos rezonanța existentă între cele patru planete ale stelei.
Așa cum a spus Jason Wang la Space Magazine prin e-mail:
„Datele au fost obținute peste 7 ani de la unul dintre telescoapele Keck de 10 metri de o echipă de astronomi (Christian Marois, Quinn Konopacky, Bruce Macintosh, Travis Barman și Ben Zuckerman). Christian a redus fiecare din cele 7 epoci de date, pentru a realiza 7 cadre de date. Apoi am făcut un film folosind o interpolare a mișcării pentru a interpola acele 7 cadre în 100 de cadre pentru a obține un videoclip neted, astfel încât să nu fie tocit (ca și cum le-am putea observa în fiecare lună de pe Pământ). "
Imaginile celor patru exoplanete au fost surprinse inițial de Dr. Christian Marois de la Institutul Herzberg de Astrofizică al Consiliului Național de Cercetare din Canada. În 2008, Marois și colegii săi au descoperit primele trei dintre planetele HR 8799 - HR 8799 b, c și d - folosind tehnica imagistică directă. Cam în aceeași perioadă, o echipă de la UC Berkeley a anunțat descoperirea Fomalhaut b, folosind și imagini directe.
Toate aceste planete au fost determinate să fie giganți de gaz de dimensiuni și masă similare, cu 1,2 până la 1,3 ori mai mare decât Jupiter și de 7 până la 10 ori masa sa. În momentul descoperirii lor, HR 8799 d se credea a fi cea mai apropiată planetă de steaua sa, la o distanță de aproximativ 27 de unități astronomice (AU) - în timp ce celelalte două orbite la distanțe de aproximativ 42 și, respectiv, 68 UA.
Abia după aceea, echipa și-a dat seama că planetele fuseseră deja observate în 1998. Pe atunci, camera aproape infraroșuă a telescopului spațial Hubble și spectrometrul cu obiecte multiple (NICMOS) au obținut lumină din sistemul care indica prezența planetelor. Cu toate acestea, acest lucru nu a fost clar decât după ce a fost instalată o tehnică de procesare a imaginilor recent dezvoltată. Prin urmare, „descoperirea prealabilă” a trecut neobservată.
Alte observații din 2009 și 2010 au relevat existența celei de-a patra planete - HR 8799 e - care avea o orbită care o plasează în celelalte trei. Chiar și așa, această planetă este de cincisprezece ori mai îndepărtată de steaua ei decât Pământul de la Soare, ceea ce duce la o perioadă orbitală de aproximativ 18.000 de zile (49 de ani). Ceilalți au nevoie de aproximativ 112, 225 și 450 de ani (respectiv) pentru a completa o orbită de HR 8799.
În cele din urmă, Wang a decis să producă videoclipul (care nu a fost primul său), pentru a ilustra cât de interesantă poate fi căutarea exoplanetelor. După cum a spus:
„Am scris acest algoritm de interpolare a mișcării pentru un alt sistem exoplanet, Beta Pictoris b, unde vedem o planetă pe o orbită marginală parcă ar fi scufundat în steaua sa (de fapt se învârte în fața ei). Am dorit să facem același lucru pentru HR 8799 pentru a aduce acest sistem la viață și a împărtăși emoția noastră în imagini exoplanete direct. Cred că este destul de uimitor că avem tehnologia pentru a urmări alte lumi să orbiteze alte stele. "
În plus, videoclipul atrage atenția asupra unui sistem de stele care prezintă câteva oportunități unice pentru cercetarea exoplanetelor. Deoarece HR 8799 a fost primul sistem multi-planetar care a fost imaginat direct înseamnă că astronomii pot observa direct orbitele celor patru planete, observa interacțiunile lor dinamice și pot determina modul în care au ajuns la configurația lor actuală.
Astronomii vor putea, de asemenea, să adopte spectre din atmosfera acestei planete pentru a studia compoziția lor și să o compare cu gigantii de gaze ai sistemului nostru solar. Și având în vedere că sistemul este într-adevăr destul de tânăr (doar 40 de milioane de ani), ne poate spune multe despre procesul de formare a planetei. Nu în ultimul rând, dar nu în ultimul rând, orbitele lor largi (o necesitate dată dimensiunii lor) ar putea însemna că sistemul este mai puțin decât stabil.
În viitor, potrivit Wang, astronomii vor urmări să vadă dacă vreo planetă va fi ejectată din sistem. Nu știu despre tine, dar aș considera că un videoclip care ilustrează unul dintre gigantii de gaze HR 8799 care să fie demarați din sistemul său ar fi destul de inspirat!
