Planeta wyjątkowo odległa od swej gwiazdy

Naukowcy odkryli i sfotografowali nieznaną dotychczas planetę, która znajduje się w odległości około 155 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Ten gazowy gigant został dodany do dosyć krótkiej listy egzoplanet odkrytych dzięki bezpośrednim obserwacjom (ang. direct imaging). Okrąża on GU Psc, gwiazdę trzy razy mniej masywną od Słońca, leżącą w gwiazdozbiorze Ryb (Pisces). Odkrycie to było możliwe dzięki połączeniu obserwacji wykonanych przez teleskopy Gemini, Obserwatorium Mont-Mégantic (OMM), Kanadyjsko-Francusko-Hawajski Teleskop CFHT oraz instrumenty ze słynnego Obserwatorium Kecka.

Planeta GU Psc b znajduje się blisko 2000 razy dalej od swej macierzystej gwiazdy niż ma to miejsce w przypadku Ziemi i Słońca. To rekord pod względem tego dystansu. Znając go, można również wyznaczyć okres orbitalny planety, który w przypadku GU Psc wynosi aż 80 000 ziemskich lat – tyle trwa zatem tamtejszy rok.

Ta duża odległość od gwiazdy ma też jednak swoje zalety – to właśnie ona pozwoliła naukowcom na uzyskanie jej obrazów w dziedzinie optycznej. Porównując zdjęcia wykonane na różnych długościach fal – czyli w różnych barwach - z teleskopów OMM i CFHT można było poprawnie znaleźć położenie samej planety. Planety takie wyglądają na znacznie większe, gdy ogląda się je w podczerwieni, niż w świetle widzialnym, ponieważ ich temperatura powierzchniowa jest niższa w porównaniu z temperaturami innych obiektów - gwiazd.

Naukowcy zainteresowali się otoczeniem gwiazdy GU Psc, bowiem była ona już wcześniej zidentyfikowana jako członek młodej grupy gwiazd AB Doradus. Tak młode gwiazdy, liczące sobie zaledwie 100 milionów lat, są pierwszymi celami w poszukiwaniach planet pozasłonecznych metodą obrazowania, gdyż ewentualne, krążące wokół nich planety nadal podlegają chłodzeniu, przez co są obserwowane jako jaśniejsze. Nie oznacza to jednak, że planety takie jak GU Psc b są bardzo powszechne. Po uważnym zbadaniu ponad 90 takich gwiazd znaleziono jak dotychczas tylko jedną tego typu planetę.

Samo znalezienie planety nie pociąga za sobą możliwości prostego wyznaczenia jej masy. Można jednak wykorzystać teoretyczne modele ewolucji planet i oszacować jej inne charakterystyki. Spektrum GU Psc b wykonane przez teleskop Gemini North porównano tu na przykład z takimi modelami, dzięki czemu wykazano, że temperatura planety jest rzędu 800° Celsjusza. Znając jeszcze wiek gwiazdy GU Psc (z jej położenia w grupie AB Doradus) można było już wyznaczyć masę planety, która jest równa około 9 – 13 mas Jowisza.

Więcej na ten temat w artykule naukowym "Discovery of a Wide Planetary-mass Companion to the Young M3 Star GU Psc" (AJ, 2014).