Likovna upodobitev 51 Pegasi b, prvega eksoplaneta, ki je obkrožala zvezdo, podobno soncu.
(Slika: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter je astrofizik pri Državna univerza Ohio, gostitelj Vprašajte vesoljca in Vesoljski radioin avtor "Vaše mesto v vesolju."Sutter je prispeval ta članek Glasovi strokovnjakov Space.com: Op-Ed & Vpogledi.
The zadnja Nobelova nagrada za fiziko ločili so se med Jimom Peeblesom, kozmologom, in parom švicarskih astronomov, Michelom županom in Didierjem Quelozom.
Župan in Queloz sta našla prvega eksoplanet kroženje okoli zvezde, ki je podobna soncu, kar je bilo iz dveh razlogov vrhunsko odkritje: dokončno je pokazalo, da sonce ni edina zvezda, ki gosti družino planetov (nekaj, kar smo dolgo mislili, a nikoli nismo pokazali), in tudi, da je vesolje v resnici , res čudno.
Začetek začetka
Pozorni bralec bo v zgornjem odstavku opozoril, da sem bil v svojem besedilu zelo jasen: župan in Queloz sta odkrila prvo eksoplanet v orbiti sončni zvezda, ne tisti najprej sam eksoplanet. Ta zasluga je pri Aleksanderju Wolazczanu in Daleu Frailu leta 1992. In pravzaprav sta sklenila pogodbo dva za enega, pri čemer sta našla dva planeta, ki krožita ob isti zvezdi.
Toda tista zvezda je bila povsem v nasprotju z našim soncem. Bil je pulsar, hitro vrteče se gosto gosto jedro nekoč velikanske zvezde. Ta pulsar bi redno brizgal sevanje sevanja nad Zemljo, kot utripa oddaljeni svetilnik - od tod tudi ime pulsar. Ko so eksoplaneti krožili okrog tega mrtvega jedra, bi se nežno vlekli na pulsar, s čimer bi se vihtel, kar bi povzročilo nežne spremembe frekvenc pulzarskih brizganj tukaj na Zemlji.
Čeprav je bila to glavna ugotovitev za astronomijo, ni bilo ravno tisto, kar smo iskali. Želeli smo vedeti - in še vedno želimo vedeti - če je zunaj še ena Zemlja. In čeprav koncept planetov, ki preživijo eksplozijo supernove in še vedno kroži nad ostankom jedka, je sočna težava, ki jo je treba uganiti, pa nam pri našem lovu ne pomaga neposredno. Še več, tehnika, uporabljena na pulsarju, se je opirala na običajne frekvence svojih impulzov, trik, ki ga nismo mogli uporabiti na običajnih zvezdah.
Postopka v glavnem
Namesto tega smo morali gledati zvezde, kako se vijugajo, in šele nekaj let kasneje so astronomi izpopolnili tehnologijo za izvedbo te meritve.
Tehnologija se je opirala na spektrometer, napravo za razbijanje svetlobe iz oddaljenega vira v množico komponent (v bistvu zelo znanstvena mavrica). S tem spektrom bi astronomi, kot sta župan in Queloz, lahko našli odtise znanih elementov, kot sta vodik in ogljik, na prstnih odtisih, ki jih pustijo v spektru. Od tam bi lahko iz dneva v dan strmeli v zvezdo in iskali spremembe v spektru.
In te spremembe spektra bi lahko razkrile gibanje zvezde skozi Dopplerjev premik. Pojavi se isti premik, ki povzroči, da se zavijanje reševalnega vozila spremeni smola, ko gre mimo vas. Ko se vir premika proti vam, se svetloba premakne proti višjim, modrejšim frekvencam, in ko se vir oddalji od vas, se spusti na nižje, rdeče frekvence.
To ni bila nova tehnika; astronomi že skoraj dvesto let merijo Dopplerjev premik zvezd.
Toda leta 1995 sta župan in Queloz naredila korak naprej in natančnost svojega inštrumenta dvignila na nove ravni, pri čemer sta bila pozorna tudi na najbolj minutne spremembe.
Če na neki planeti kroži zvezda, bo gravitacija tega planeta potegnila zvezdo kot povodec na trdovratnega psa. Zvezda se ne bo premaknila veliko - zvezde običajno odtehtajo svoje planete za več vrst velikosti - vendar se bodo še vedno premikale, upajmo, na zaznaven način. In leta 1995 par bodoči - Nobelovci so ga pribili, ki potrjujejo nesporno nihanje nazaj in nazaj v spektru zvezde 51 Pegasi, nihanje, ki ga lahko povzroči le razmeroma majhen, neviden spremljevalec - eksoplanet v orbiti.
Dolgočasno je najbolje
O 51 Pegasiju ni nič posebej izjemnega in prav zaradi tega je odkritje eksoplaneta tako izjemno. To je zgolj običajna, vsakdanja zvezda, ki sedi približno 50 svetlobnih let, z maso približno 10% več kot sonce in starost, le malo več kot 6 milijard let.
To je normalna zvezda, ki živi normalno zvezdno življenje, z vsaj enim planetom v orbiti okoli nje. Tako kot naše sonce.
Odkritje županov in Queloza je spodbudilo novo dobo eksoplanetskega lova, ki je povzročilo na stotine in sčasoma na tisoče potrjenih eksoplanetovih odkritij. Zdaj so tako običajni, da objave le redko celo vdrejo v novice, in le vprašanje časa je, kdaj bomo našli dvojčka, podobnega Zemlji.
Nekaterim je všeč Jupiter
Toda planet, ki kroži okrog 51 Pegasi, ni nič takšnega, kot ga vidimo v našem osončju, in bil je tako presenetljiv, da je bila ena prvih reakcij na njegovo odkritje rezultat, ki je bil skupaj vržen kot smeti.
Toda rezultat župana in Queloza je bil nesporen, zato smo se morali soočiti z resničnostjo, ki nam jo je predstavil 51 Pegasi. Njen planet, ki so ga takrat poimenovali 51 Pegasi b in zdaj mu je mednarodna astronomska zveza dala ime Dimidium (čeprav se nekateri astronomi oklepajo neformalnega imena Bellerophon), je precej tipičen plinski velikan, približno polovica mase Jupitra ali 150-krat večja od mase Zemlje.
In kroži le 8 milijonov kilometrov od matične zvezde.
Z vidika konteksta je to več kot sedemkrat bližje kot je Merkur našemu soncu.
Kako se je ogromen plinski velikan, ki se lahko oblikuje le na obrobju sončnega sistema, kjer je dovolj surovin, da lahko planet naberejo tako velike razsežnosti, tako neprijetno približal staršem? Še vedno nismo ravno prepričani, vendar smo si ustvarili kul ime zanje: vroči Jupiteri.
Z enim namenskim opazovanjem sta župan in Queloz potegnila dva trika. Začeli so novo dobo raziskav astronomije na eksoplanetih in že desetletja trajajo razumevanje, kako se planeti oblikujejo. Nič čudnega, da so osvojili Nobelovo nagrado.
- Najbolj čudni tuji planeti v slikah
- Izredno vroče in neverjetno blizu: Kako vroči Jupiterji kljubujejo teoriji
- 10 eksoplanetov, ki bi lahko gostili življenje tujcev
Podcast Ask A Spaceman lahko poslušate naprejiTunesin v spletu na http://www.askaspaceman.com. Zastavite svoje vprašanje na Twitterju s pomočjo #AskASpaceman ali z upoštevanjem Paula @PaulMattSutter in facebook.com/PaulMattSutter. Spremljajte nas na Twitterju @Spacedotcom ali Facebook.
