アリゾナ大学の装置が「赤ちゃん惑星」の鮮明な画像を提供(Sharper Image: U of A-Built Instrument Reveals Pictures of ‘Baby Planets’)

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2025-02-26 アリゾナ大学

アリゾナ大学の天文学者チームは、同大学が開発した高度な適応光学装置「Magellan Adaptive Optics Xtreme(MagAO-X)」を用いて、若い惑星の詳細な観測に成功しました。この装置は、チリのラスカンパナス天文台にある6.5メートルのマゼラン望遠鏡に搭載され、大気の乱れを補正することで、宇宙望遠鏡に匹敵する高解像度の画像を地上から取得できます。研究チームは、地球から約370光年離れたケンタウルス座に位置する500万歳の若い星「PDS 70」を観測し、その周囲を公転する2つの若い惑星を詳細に捉えました。これらの惑星は、将来的に衛星を形成する可能性のあるコンパクトな塵のリングに囲まれており、また、惑星の明るさが急激に変化する様子も観測されました。この研究成果は、『The Astronomical Journal』に掲載されています。

<関連情報>

MagAO-XによるPDS 70 bおよびc太陽系外惑星のHαにおける3年間の高コントラストイメージング: 強い原始惑星Hα変動と惑星間塵の証拠 Three Years of High-contrast Imaging of the PDS 70 b and c Exoplanets at Hα with MagAO-X: Evidence of Strong Protoplanet Hα Variability and Circumplanetary Dust

Laird M. Close, Jared R. Males, Jialin Li (李嘉霖), Sebastiaan Y. Haffert, Joseph D. Long, Alexander D. Hedglen, Alycia J. Weinberger, Katherine B. Follette, Daniel Apai, Rene Doyon,…
The Astronomical Journal  Published: 2024 December 16
DOI:10.3847/1538-3881/ad8648

アリゾナ大学の装置が「赤ちゃん惑星」の鮮明な画像を提供(Sharper Image: U of A-Built Instrument Reveals Pictures of ‘Baby Planets’)

Abstract

We present 3 yr of high-contrast imaging of the PDS 70 b and c accreting protoplanets with the new extreme AO system MagAO-X as part of the MaxProtoPlanetS survey of Hα protoplanets. In 2023 and 2024, our sharp (25–27 mas FWHM), well-AO-corrected (20%–26% Strehl), deep (2–3.6 hr) images detected compact (r ∼ 30 mas; r ∼ 3 au) circumplanetary disks (CPDs) surrounding both protoplanets. Starlight scattering off the front edge of these dusty CPDs is the likely source of the bright compact continuum light detected within ∼30 mas of both planets in our simultaneously obtained continuum 668 nm filter images. After subtraction of contaminating continuum and point-spread function residuals with pyKLIP angular differential imaging and spectral differential imaging, we obtained high-contrast ASDI Hα images of both planets in 2022, 2023, and 2024. We find the Hα line flux of planet b fell by (8.1 ± 1.6) × 10−16 erg s−1 cm−2, a factor of 4.6 drop in flux from 2022 to 2023. In 2024 March, planet b continued to be faint with just a slight 1.6× rise to an Hα line flux of (3.64 ± 0.87) × 10−16 erg s−1 cm−2. For c, we measure a significant increase of (2.74 ± 0.51) × 10−16 erg s−1 cm−2 from 2023 to 2024, which is a factor of 2.3 increase. So both protoplanets have recently experienced significant Hα variability with ∼1 yr sampling. In 2024, planet c is brighter than b: as c is brightening and b generally fading. We also tentatively detect one new point source “CC3” inside the inner disk (∼49 mas; at PA ∼ 295°; 2024) with orbital motion roughly consistent with a ∼5.6 au orbit.

1701物理及び化学
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