- En gasjätteplanet har hittats i en stor omloppsbana runt en avlägsen stjärna
- Kallad GU Psc b det tar planeten 80 000 år att fullborda en omloppsbana
- Den befinner sig 2 000 gånger längre bort från sin stjärna än vad jorden befinner sig från solen
- Detta avstånd, ett rekord bland exoplaneter, har gjort det möjligt att avbilda den
- Och det kan leda till upptäckten av mindre planeter i snävare banor
Våra metoder för att hitta planeter utanför solsystemet är fortfarande mycket primitiva, men vi har nu kommit till ett stadium där vi kan börja ta bilder av dem.
Och genom att göra just detta, så kallad direkt avbildning, har en gasjätte upptäckts runt en stjärna som är tre gånger mindre massiv än vår sol.
Men det som är mest slående med den här planeten, kallad GU Psc b, är det enorma avståndet som den kretsar runt sin värdstjärna på – ungefär 2 000 gånger längre än vad jorden befinner sig från solen, vilket är ett rekord bland exoplaneter.
Den internationella forskargruppen, som leds av Marie-Ève Naud, doktorand vid institutionen för fysik vid Université de Montréal, kunde hitta planeten genom att kombinera observationer från Gemini-observatorierna, Observatoire Mont-Mégantic (OMM), Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) och W.M. Keck-observatoriet.
Hur den här planeten jämförs med vårt eget solsystem
Merkurius
Tid till omloppsbana: 87.9 dagar
Venus
224,7 dagar
Jord
365,25 dagar
Mars
686,9 dagar
Jupiter
11.9 år
Saturn
29,4 år
Uranus
84,3 år
Neptun
164,8 år
Pluto
247,7 år
Eris
560.2 år
GU Psc b
80 000 år
Med tanke på avståndet till sin stjärna tar det ungefär 80 000 jordår för GU Psc b att göra en fullständig omloppsbana.
Forskarna utnyttjade också det stora avståndet mellan planeten och dess stjärna för att få bilder.
Genom att jämföra bilder som erhållits i olika våglängder (eller färger) från OMM och CFHT kunde de korrekt upptäcka planeten.
”Planeter är mycket ljusare när de betraktas i infrarött snarare än i synligt ljus, eftersom deras yttemperatur är lägre jämfört med andra stjärnor”, säger Naud.
”Detta gjorde det möjligt för oss att identifiera GU Psc b.”
Forskarna tittade runt GU Psc eftersom stjärnan just hade identifierats som en medlem av den unga stjärngruppen AB Doradus.
Unga stjärnor (endast 100 miljoner år gamla) är utmärkta mål för upptäckt av planeter genom avbildning eftersom planeterna runt dem fortfarande svalnar och därför är ljusare.
Detta betyder inte att planeter som liknar GU Psc b existerar i stort antal, vilket påpekas av Étiene Artigau, medhandledare för Nauds avhandling och astrofysiker vid Université de Montréal.
”Vi observerade mer än 90 stjärnor och hittade bara en planet, så detta är verkligen en astronomisk udd”, säger han.
För att bestämma andra egenskaper hos planeten, inklusive dess massa, använde forskarna teoretiska modeller för planetens utveckling.
Ljusspektrumet för planeten GU Psc b som erhållits från Gemini North Observatory på Hawaii jämfördes med sådana modeller för att visa att den har en temperatur på cirka 800°C (1 500°F).
Med vetskap om stjärnan GU Pscs ålder på grund av dess placering i AB Doradus kunde teamet bestämma planetens massa , som är nio till 13 gånger större än Jupiters massa.
Under de kommande åren hoppas astrofysikerna kunna upptäcka planeter som liknar GU Psc men som befinner sig mycket närmare sina stjärnor, bland annat tack vare nya instrument som GPI (Gemini Planet Imager) som nyligen installerades på Gemini South i Chile.
Närheten mellan dessa planeter och deras stjärnor kommer att göra dem mycket svårare att observera.
GU Psc b är därför en modell för att bättre förstå dessa objekt.
”GU Psc b är en sann gåva från naturen”, säger René Doyon, medhandledare för Nauds avhandling och direktör för OMM.
”Det stora avståndet som skiljer den från dess stjärna gör det möjligt att studera den på djupet med en mängd olika instrument, vilket kommer att ge en bättre förståelse för jättelika exoplaneter i allmänhet.”
Gruppen har startat ett projekt för att observera flera hundra stjärnor och upptäcka planeter som är lättare än GU Psc b och som har liknande omloppsbanor.
Upptäckten av GU Psc, som verkligen är ett sällsynt objekt, ökar medvetenheten om det betydande avstånd som kan finnas mellan planeter och deras stjärnor, vilket öppnar möjligheten att söka efter planeter med kraftfulla infraröda kameror med hjälp av mycket mindre teleskop som det vid Observatoire du Mont-Mégantic.
Forskarna hoppas också kunna lära sig mer om mängden av sådana objekt under de närmaste åren med hjälp av instrument som Nasas kommande James Webb Space Telescope.