Beläget cirka 129 ljusår från jorden i riktning mot Pegasus -konstellationen är det relativt unga stjärnsystemet HR 8799. Från och med 2008, fyra kretsande exoplaneter upptäcktes i detta system som - vid sidan av exoplaneten Formalhaut b - var de allra första som bekräftades med hjälp av direktavbildningstekniken. Och med tiden, astronomen har kommit att tro att dessa fyra planeter är i resonans med varandra.

I detta fall, de fyra planeterna kretsar kring sin stjärna med en 1:2:4:8 resonans, vilket innebär att varje planets omloppsperiod är i ett nästan exakt förhållande till de andra i systemet. Detta är ett relativt unikt fenomen, en som inspirerade en Jason Wang-en doktorand från Berkeley-armen i NASA-sponsrade Nexus for Exoplanet System Science (NExSS)-att ta fram en video som illustrerar deras orbitaldans.

Med bilder tagna av W.M. Keck -observatoriet under en sjuårsperiod, Wangs video ger en glimt av dessa fyra exoplaneter i rörelse. Som du kan se nedan, den centrala stjärnan är mörkad så att ljuset som reflekteras från dess planeter kan ses. Och även om den inte visar att planeterna fullbordar en hel omloppsperiod (vilket skulle ta årtionden och till och med århundraden) illustrerar den vackert den resonans som finns mellan stjärnans fyra planeter.

Som Jason Wang berättade för Universe Today via e -post:

"Uppgifterna erhölls över 7 år från ett av de 10 meter långa Keck -teleskopen av ett team av astronomer (Christian Marois, Quinn Konopacky, Bruce Macintosh, Travis Barman, och Ben Zuckerman). Christian minskade var och en av de sju epokerna med data, att göra 7 bildrutor. Jag gjorde sedan en film med hjälp av en rörelseinterpolation för att interpolera de sju bildrutor till 100 bildrutor för att få en smidig video så att den inte är hackig (som om vi kunde observera dem varje månad från jorden). "

Bilderna av de fyra exoplaneterna togs ursprungligen av Dr. Christian Marois från National Research Council of Canadas Herzberg Institute of Astrophysics. Det var 2008 som Marois och hans kollegor upptäckte de tre första av HR 8799:s planeter - HR 8799 b, c och d - med direkt bildteknik. Ungefär samtidigt, ett team från UC Berkeley tillkännagav upptäckten av Fomalhaut b, använder också direktavbildning.

Dessa planeter var alla fast beslutna att vara gasjättar av liknande storlek och massa, med mellan 1,2 och 1,3 gånger Jupiters storlek, och 7 till 10 gånger dess massa. Vid tidpunkten för deras upptäckt, HR 8799 d antogs vara den närmaste planeten till sin stjärna, på ett avstånd av cirka 27 astronomiska enheter (AU) - medan de andra två kretsar på avstånd på cirka 42 och 68 AU, respektive.

Det var först efteråt som teamet insåg att planeterna redan hade observerats 1998. Då, Hubble-rymdteleskopets nära infraröda kamera och multiobjektspektrometer (NICMOS) hade fått ljus från systemet som indikerade närvaron av planeter. Dock, detta blev inte klart förrän efter att en nyutvecklad teknik för bildbehandling hade installerats. Därav, "förupptäckten" gick obemärkt förbi.

Ytterligare observationer 2009 och 2010 avslöjade förekomsten av den fjärde planeten - HR 8799 e - som hade en bana som placerade den inuti de tre andra. Ändå, denna planet är femton gånger längre från sin stjärna än jorden är från solen, vilket resulterar i en omloppsperiod på cirka 18, 000 dagar (49 år). De andra tar runt 112, 225, och 450 år (respektive) för att slutföra en bana på HR 8799.

I sista hand, Wang bestämde sig för att producera videon (som inte var hans första), för att illustrera hur spännande sökandet efter exoplaneter kan vara. Som han uttryckte det:

"Jag hade skrivit denna rörelseinterpoleringsalgoritm för ett annat exoplanetsystem, Beta Pictoris b, där vi ser en planet på en kant-på-omloppsbana som ser ut att dyka in i sin stjärna (den kretsar faktiskt bara framför den). Vi ville göra samma sak för HR 8799 för att väcka detta system till liv och dela vår spänning i att direkt avbilda exoplaneter. Jag tycker att det är ganska fantastiskt att vi har tekniken för att se andra världar kretsa kring andra stjärnor. "

Dessutom, videon uppmärksammar ett stjärnsystem som ger några unika möjligheter för exoplanetforskning. Eftersom HR 8799 var det första multi-planetariska systemet som direktbildades betyder att astronomer direkt kan observera banorna på de fyra planeterna, observera deras dynamiska interaktioner, och avgöra hur de kom till sin nuvarande konfiguration.

Astronomer kommer också att kunna ta spektra av planetens atmosfärer för att studera deras sammansättning, och jämför detta med vårt eget solsystems gasjättar. Och eftersom systemet verkligen är ganska ungt (bara 40 miljoner år gammalt), den kan berätta mycket om planetbildningsprocessen. Sista, men inte minst, deras breda banor (en nödvändighet med tanke på deras storlek) kan innebära att systemet är mindre än stabilt.

I framtiden, enligt Wang, astronomer kommer att titta på för att se om några planeter slungas ut från systemet. Jag vet inte om dig, men jag skulle överväga en video som illustrerar att en av HR 8799:s gasjättar som startas ur systemet skulle också vara ganska inspirerande!