I løbet af de sidste 21 år har Hubble-rumteleskopet samlet bådmængder med data, hvor Hubble arkivcenter fylder omkring 18 DVD'er for hver uge af teleskopets liv. Nu med forbedrede data mining-teknikker har en intens genanalyse af HST-billeder fra 1998 afsløret nogle skjulte skatte: tidligere uopdagede ekstrasolære planeter.
Forskere siger, at denne opdagelse hjælper med at bevise en ny metode til planetjagt ved hjælp af arkiverede Hubble-data. Opdagelse af de ekstra eksoplaneter i Hubble-data hjælper dem også med at sammenligne tidligere bevægelsesdata med nyere observationer.
Hvordan opdagede astronomer de tidligere usete exoplaneter, og kan de anvendte metoder anvendes til andre HST-datasæt?
Dette er ikke første gang skjulte eksoplaneter er blevet afsløret i HST-data - I 2009 gendte David Lafreniere fra University of Montreal skjulte exoplanetdata i Hubble-billeder af HR 8799. HST-billederne, Lafreniere blev undersøgt, blev taget i 1998 med det nær infrarøde kamera og spektrometer med flere objekter (NICMOS). Den yderste planet, der kredsede om HR 8799, blev identificeret og demonstreret kraften i en ny databehandlingsteknik, der kunne drille svage planeter ud fra glødet fra deres centrale stjerne.
Fire kæmpe planeter er nu kendt for at bane rundt om HR 8799, hvoraf de første tre blev opdaget i 2007/2008 i næsten infrarøde billeder taget med instrumenter på W.M. Keck-observatoriet og Gemini North-teleskopet af Christian Marois fra det nationale forskningsråd i Canada. I 2010 afslørede Marois og hans team en fjerde, inderste planet. Det, der gør HR 8799-systemet så unikt, er, at det er det eneste multi-exoplanet-stjernesystem, der er direkte afbildet.
Den nye analyse af Remi Soummer fra Space Telescope Science Institute har fundet alle tre af de ydre planeter. Desværre er den fjerde, inderste planet tæt på HR 8799 og kan ikke afbildes på grund af tilsløring af NICMOS-afsnittet, der blokerer den centrale stjerners lys.
Når astronomer studerer eksoplaneter ved direkte billedbehandling af dem, studerer de billeder, der er taget med flere års mellemrum - ikke i modsætning til metoder, der bruges til at finde Pluto og andre dværgplaneter i vores solsystem som Eris. At forstå banerne i et multiplanet-system er kritisk, da massive planeter kan påvirke banerne på deres naboplaneter i systemet. ”Fra Hubble-billederne kan vi bestemme formen på deres kredsløb, hvilket bringer indsigt i systemstabiliteten, planetmasserne og excentriciteterne og også systemets hældning,” siger Soummer.
At vanskeliggøre undersøgelsen er de ekstremt lange kredsløb for de tre ydre planeter, der er henholdsvis ca. 100, 200 og 400 år. De lange orbitalperioder kræver betydelig tid for at producere nok bevægelse til at astronomer kan studere. I dette tilfælde hjælper dog den ekstra tidsperiode fra Hubble-data betydeligt. ”Arkivet fik os 10 års videnskab lige nu,” siger Soummer. ”Uden disse data ville vi have været nødt til at vente endnu et årti. Det er 10 års videnskab gratis. ”
I betragtning af sin 400-årige orbitale periode i de sidste ti år har den yderste planet næppe ændret position. ”Men hvis vi går til den næste indre planet, ser vi lidt af en bane, og den tredje indre planet ser vi faktisk en masse bevægelse,” tilføjede Soummer.
Når de originale HST-data blev analyseret, var metoderne, der blev brugt til at detektere exoplaneter, såsom dem, der kredsede om HR 8799, ikke. Teknikker til at trække lyset fra en værtsstjerne efterlod stadig restlys, der druknede de svage eksoplaneter. Soummer og hans team forbedrede de tidligere metoder og brugte over fire hundrede billeder fra over 10 års NICMOS-observationer.
Forbedringerne af den foregående teknik omfattede stigende kontrast og minimering af resterende stjernelys. Soummer og hans team fjernede også med succes diffraktionsspidserne, et fænomen, som amatør- og professionelle teleskopafbildningssystemer lider under. Med de forbedrede teknikker var Soummer og hans team i stand til at se to af HR 8799s svage indre planeter, som er omkring 1 / 100.000. lysstyrken for værtsstjernen i infrarød.
Soummer har planlagt at næste analysere 400 flere stjerner i NICMOS-arkivet med den samme teknik, som demonstrerer kraften i Hubble Space Telescope-dataarkivet. Hvor mange flere eksoplaneter der er afsløret er nogens gæt.
At finde disse nye exoplaneter beviser, at selv efter HST ikke længere fungerer, vil Hubbles data leve videre, og forskere vil stole på Hubbles afsløringer i årevis, mens de fortsætter med deres bestræbelser på at forstå kosmos.
Kilde: Hubble Space Telescope Mission Updates
