De allra flesta planeter nära främmande stjärnor upptäcks av astronomer med hjälp av sofistikerade metoder. Exoplaneten syns inte på bilden, men uppenbarar sig indirekt i spektrumet. Ett team av forskare från Max Planck Institutes for Astronomy and Extraterrestrial Physics har nu lyckats få den första direkta bekräftelsen på en tidigare upptäckt exoplanet med hjälp av metoden för mätning av radiell hastighet. Med hjälp av GRAVITY-instrumentet vid VLT-teleskopen i Chile, astronomerna observerade den svaga glimten från planeten Beta Pictoris c, cirka 63 ljusår från jorden, bredvid dess moderstjärnas ljusa strålar. Forskarna kan nu härleda både ljusstyrkan och den dynamiska massan av en exoplanet från dessa observationer och på så sätt bättre begränsa bildningsmodellerna för dessa objekt.

Genom att kombinera ljuset från de fyra stora VLT-teleskopen, astronomer i GRAVITY-samarbetet har lyckats direkt observera glimten av ljus som kommer från en exoplanet nära sin moderstjärna. Planeten som kallas "b Pictoris c" är den andra planeten som funnits kretsa kring sin moderstjärna. Det upptäcktes ursprungligen av den så kallade "radialhastigheten, " som mäter drag- och dragkraften på moderstjärnan på grund av planetens bana. b Pictoris c är så nära sin moderstjärna att inte ens de bästa teleskopen kunde avbilda planeten direkt hittills.

"Detta är den första direkta bekräftelsen av en planet som upptäckts med metoden med radiell hastighet, säger Sylvestre Lacour, ledare för observationsprogrammet ExoGRAVITY. Radiella hastighetsmätningar har använts i många decennier av astronomer, och har tillåtit detektering av hundratals exoplaneter. Men aldrig tidigare kunde astronomerna få en direkt observation av en av dessa planeter. Detta var endast möjligt eftersom GRAVITY-instrumentet, belägen i ett laboratorium under de fyra teleskop den använder, är ett mycket exakt instrument. Den observerar ljuset från moderstjärnan med alla fyra VLT-teleskopen samtidigt och kombinerar dem till ett virtuellt teleskop med den detalj som krävs för att avslöja b Pictoris c.

"Det är fantastiskt, vilken detaljnivå och känslighet vi kan uppnå med GRAVITY, " förundras Frank Eisenhauer, huvudforskaren för GRAVITY-projektet vid MPE. "Vi har precis börjat utforska fantastiska nya världar, från det supermassiva svarta hålet i mitten av vår galax till planeter utanför solsystemet."

Den direkta detekteringen med GRAVITY, dock, var endast möjligt på grund av nya radiella hastighetsdata som exakt etablerade omloppsrörelsen för b Pictoris c, presenteras i en andra tidning som också publicerades idag. Detta gjorde det möjligt för teamet att exakt peka ut och förutsäga planetens förväntade position så att GRAVITY kunde hitta den.

b Pictoris c är alltså den första planeten som har upptäckts och bekräftats med båda metoderna, radiella hastighetsmätningar och direkt avbildning. Förutom den oberoende bekräftelsen av exoplaneten, astronomerna kan nu kombinera kunskapen från dessa två tidigare separata tekniker. "Detta betyder, vi kan nu få både ljusstyrkan och massan av denna exoplanet, " förklarar Mathias Nowak, huvudförfattaren på upptäcktspapperet GRAVITY. "Som en generell regel, ju mer massiv planeten, desto mer lysande är det."

I detta fall, dock, uppgifterna om de två planeterna är något förbryllande:ljuset som kommer från b Pictoris c är sex gånger svagare än sitt större syskon, b Pictoris b. b Pictoris c har 8 gånger massan av Jupiter. Så hur massiv är b Pictoris b? Radialhastighetsdata kommer i slutändan att svara på denna fråga, men det kommer att ta lång tid att få tillräckligt med data:en hel bana för planet b runt sin stjärna tar 28 av våra år!

"Vi använde GRAVITY tidigare för att få spektra av andra direkt avbildade exoplaneter, som själva redan innehöll tips om deras bildningsprocess, " tillägger Paul Molliere, som som postdoc vid MPIA modellerar exoplanetspektra. "Denna ljushetsmätning av b Pictoris c, kombinerat med dess massa, är ett särskilt viktigt steg för att begränsa våra modeller för planetbildning." Ytterligare data kan också tillhandahållas av GRAVITY+, nästa generations instrument, som redan är under utveckling.