Impressão artística do sistema PDS 70. Os dois planetas são vistos abrindo uma lacuna no disco protoplanetário do qual nasceram. Os planetas são aquecidos pela formação de material que eles estão acumulando ativamente e brilhando em vermelho. Observe que os planetas e as estrelas não estão em escala e seriam muito menores em tamanho em comparação com suas separações relativas. Crédito:Observatório W. M. Keck / Adam Makarenko
Novas evidências mostram que as primeiras fotos capturando o nascimento de um par de planetas orbitando a estrela PDS 70 são de fato autênticas.
Usando um novo sensor infravermelho de frente de onda em pirâmide para correção de óptica adaptativa (AO) no Observatório W. M. Keck em Maunakea, no Havaí, uma equipe de astrônomos liderada pelo Caltech aplicou um novo método para tirar fotos familiares dos planetas bebês, ou protoplanetas, e confirmou sua existência.
Os resultados da equipe são publicados na edição de hoje da The Astronomical Journal .
PDS 70 é o primeiro sistema multiplanetário conhecido onde os astrônomos podem testemunhar a formação de planetas em ação. A primeira imagem direta de um de seus planetas, PDS 70b, foi tirada em 2018 seguida por várias imagens tiradas em diferentes comprimentos de onda de seu irmão, PDS 70c, em 2019. Ambos os protoplanetas semelhantes a Júpiter foram descobertos pelo Very Large Telescope (VLT) do European Southern Observatory.
"Houve alguma confusão quando os dois protoplanetas foram fotografados pela primeira vez, "disse Jason Wang, a Fundação Heising-Simons 51 Pegasi b Membro da Caltech e principal autor do estudo. "Os embriões do planeta se formam a partir de um disco de poeira e gás ao redor de uma estrela recém-nascida. Este material circunstelar se acumula no protoplaneta, criando uma espécie de cortina de fumaça que torna difícil diferenciar o empoeirado, disco gasoso do planeta em desenvolvimento em uma imagem. "
Para ajudar a fornecer clareza, Wang e sua equipe desenvolveram um método para separar os sinais de imagem do disco circunstelar e dos protoplanetas.
Uma imagem direta dos protoplanetas b e do planeta c PDS 70 (marcados com setas brancas) com o disco circunstelar removido. A imagem foi capturada usando o sistema ótico adaptativo recentemente atualizado do Observatório W. M. Keck. Crédito:J. WANG, CALTECH
"Sabemos que a forma do disco deve ser um anel simétrico ao redor da estrela, enquanto um planeta deve ser um único ponto na imagem, "disse Wang." Portanto, mesmo que um planeta pareça estar no topo do disco, que é o caso do PDS 70c, com base em nosso conhecimento da aparência do disco em toda a imagem, podemos inferir o quão brilhante o disco deve ser no local do protoplaneta e remover o sinal do disco. Tudo o que resta é a emissão do planeta. "
A equipe tirou imagens do PDS 70 com a câmera Near-Infrared (NIRC2) no telescópio Keck II, marcando a primeira ciência para um coronógrafo de vórtice instalado no NIRC2 como parte de uma atualização recente, combinado com o sistema AO atualizado do Observatório, que consiste em um novo sensor infravermelho de frente de onda em pirâmide e computador de controle em tempo real.
"A nova tecnologia de detector infravermelho usada em nosso sensor de frente de onda em pirâmide melhorou drasticamente nossa capacidade de estudar exoplanetas, especialmente aqueles em torno de estrelas de baixa massa, onde a formação de planetas está ocorrendo ativamente, "disse Sylvain Cetre, engenheiro de software no Observatório Keck e um dos principais desenvolvedores da atualização do AO. "Isso também nos permitirá melhorar a qualidade de nossa correção AO para alvos mais difíceis de obter imagens, como o centro de nossa galáxia."
Este projeto se beneficiou do inovador sensor infravermelho que mede as distorções da luz causadas pela atmosfera terrestre.
“A nova tecnologia é um multiplicador da ciência, "diz Peter Kurczynski, Diretor de Programa da National Science Foundation, que contribuíram com financiamento para este projeto. "Isso permite investigações que nunca antes foram possíveis."
AO é uma técnica usada para remover o borrão atmosférico que distorce as imagens astronômicas. Com o novo sensor infravermelho de frente de onda em pirâmide e controlador em tempo real instalado, O sistema AO do Observatório Keck é capaz de entregar de forma mais nítida, imagens mais detalhadas.
"As imagens do PDS 70 capturadas pela equipe de Jason estavam entre os primeiros testes de qualidade científica produzida pelo sensor de frente de onda em pirâmide de Keck, "disse a cientista da AO, Charlotte Bond, que desempenhou um papel fundamental na concepção e instalação da tecnologia. "É emocionante ver o quão preciso o novo sistema AO corrige a turbulência atmosférica de objetos empoeirados como as estrelas jovens onde se espera que os protoplanetas residam, permitindo o mais claro, visão mais nítida das versões bebês de nosso sistema solar. "
