Under de senaste 21 åren har Hubble Space Telescope samlat båtlaster med data, med Hubble arkivcentrum som fyller cirka 18 DVD-skivor för varje vecka i teleskopets liv. Nu, med förbättrade data mining-tekniker, har en intensiv nyanalys av HST-bilder från 1998 avslöjat några dolda skatter: tidigare oupptäckta extrasolära planeter.
Forskare säger att denna upptäckt hjälper till att bevisa en ny metod för planetjakt med hjälp av arkiverade Hubble-data. Att upptäcka ytterligare exoplaneter i Hubble-data hjälper dem också att jämföra tidigare rörelsedata med nyare observationer.
Hur upptäckte astronomer de tidigare osynliga exoplaneterna, och kan metoderna användas på andra HST-datauppsättningar?
Detta är inte första gången dolda exoplaneter avslöjas i HST-data - 2009 återvände David Lafreniere från University of Montreal dolda exoplanetdata i Hubble-bilder av HR 8799. HST-bilderna som Lafreniere studerade togs 1998 med Near Infrared Camera och spektrometer med flera objekt (NICMOS). Den yttersta planeten som kretsar kring HR 8799 identifierades och demonstrerade kraften i en ny databehandlingsteknik som kunde reta ut svaga planeter från glödningen av deras centrala stjärna.
Fyra jätteplaneter är nu kända för att kretsa om HR 8799, varav de första tre upptäcktes 2007/2008 i nära-infraröda bilder tagna med instrument på W.M. Keck-observatoriet och Gemini North-teleskopet av Christian Marois från National Research Council i Kanada. 2010 avslöjade Marois och hans team en fjärde, innersta planet. Det som gör HR 8799-systemet så unikt är att det är det enda fler-exoplanet-stjärnsystemet som har direkt avbildats.
Den nya analysen av Remi Soummer från Space Telescope Science Institute har hittat alla de tre yttre planeterna. Tyvärr är den fjärde, innersta planeten nära HR 8799 och kan inte avbildas på grund av fördunklning av NICMOS-avsnittet som blockerar den centrala stjärnans ljus.
När astronomer studerar exoplaneter genom att direkt avbilda dem, studerar de bilder med flera års mellanrum - inte till skillnad från metoder som används för att hitta Pluto och andra dvärgplaneter i vårt solsystem som Eris. Att förstå banorna i ett flerplanet-system är avgörande eftersom massiva planeter kan påverka banorna i deras angränsande planeter i systemet. "Från Hubble-bilderna kan vi bestämma formen på deras banor, vilket ger insikt i systemets stabilitet, planetmassor och excentricitet, och även lutningen i systemet," säger Soummer.
Att göra studien svår är de extremt långa banorna på de tre yttre planeterna, som är ungefär 100, 200 respektive 400 år. De långa orbitalperioderna kräver betydande tid för att producera tillräckligt med rörelse för astronomer att studera. I detta fall hjälper emellertid den extra tidsperioden från Hubble-data betydligt. "Arkivet fick oss 10 års vetenskap just nu," säger Soummer. ”Utan dessa uppgifter skulle vi behöva vänta ytterligare ett decennium. Det är tio års vetenskap gratis. "
Med tanke på sin 400-åriga omloppstid under de senaste tio åren har den yttersta planeten knappt förändrat position. "Men om vi går till nästa inre planet ser vi en liten bit av en bana och den tredje inre planeten ser vi faktiskt mycket rörelse", tillade Soummer.
När de ursprungliga HST-data analyserades var metoderna som användes för att detektera exoplaneter såsom de som kretsade HR 8799 inte tillgängliga. Tekniker för att subtrahera ljuset från en värdstjärna lämnade fortfarande kvar ljus som drunknade ut de svaga exoplaneterna. Soummer och hans team förbättrade de tidigare metoderna och använde över fyra hundra bilder från över 10 års NICMOS-observationer.
Förbättringarna av den tidigare tekniken inkluderade ökad kontrast och minimering av återstående stjärnljus. Soummer och hans team avlägsnade också framgångsrika diffraktionsspikarna, ett fenomen som amatör- och professionella teleskopavbildningssystem lider av. Med de förbättrade teknikerna kunde Soummer och hans team se två av HR 8799: s svaga innerplaneter, som är ungefär 1/100 000: e värdstjärnans ljusstyrka i infrarött.
Soummer har planerat att nästa analysera ytterligare 400 stjärnor i NICMOS-arkivet med samma teknik, vilket visar kraften i Hubble Space Telescope-dataarkiv. Hur många fler exoplaneter som upptäckts är någons gissning.
Att hitta dessa nya exoplaneter bevisar att även efter att HST inte längre fungerar kommer Hubbles data att leva vidare och forskare kommer att förlita sig på Hubbles avslöjanden i flera år när de fortsätter i sin strävan att förstå kosmos.
Källa: Hubble Space Telescope Mission Updates
