Pred petnajstimi leti so morali največji teleskopi na svetu še najti planet, ki kroži okoli druge zvezde. Danes teleskopi, ki niso večji od tistih, ki so na voljo v veleblagovnicah, dokazujejo, da so sposobni opaziti neznane svetove. Nov odkrit planet z majhnim teleskopom premera 4 palcev dokazuje, da smo na vrhuncu nove dobe odkrivanja planetov. Kmalu se bodo lahko novi sveti našli v pospeševanju, s čimer se bo zaznavanje prvega sveta velikega zemlje približalo.
"To odkritje dokazuje, da lahko celo skromni teleskopi veliko prispevajo k iskanju planetov," pravi Guillermo Torres iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko (CfA), soavtor študije.
Ta raziskovalna študija bo objavljena na spletnem naslovu http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 in bo objavljena v prihodnji številki The Astrophysical Journal Letters.
To je prvo ekstrasolarno odkritje planetov, ki ga je izvedlo z namensko raziskavo več tisoč relativno svetlih zvezd v velikih nebesnih regijah. Izdelana je bila s pomočjo pregledovanja čezatlantskega eksoplaneta (TrES), mreže majhnih, sorazmerno poceni teleskopov, zasnovanih tako, da izgledajo posebej za planete, ki obkrožajo svetle zvezde. Skupina znanstvenikov, ki so jo vodili David Charbonneau (CfA / Caltech), Timothy Brown iz Nacionalnega centra za atmosferske raziskave (NCAR) in Edward Dunham iz Observatorija Lowell, je razvila mrežo TrES. Začetna podpora mreži TrES je prišla iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon in Kalifornijskega tehnološkega inštituta.
»Kar nekaj doktorandov je trajalo. znanstveniki delajo polni delovni čas, da bi razvili metode analize podatkov za ta iskalni program, sama oprema pa uporablja enostavne in neprimerne komponente, «pravi Charbonneau.
Čeprav so majhni teleskopi mreže TrES prvotno odkrili, so bila potrebna nadaljnja opazovanja na drugih objektih. Opažanja na W.M. Observatorij Keck, ki za kalifornijsko univerzo, Caltech in NASA upravlja dva največja svetovna teleskopa na Havajih, je bil še posebej ključnega pomena za potrditev obstoja planeta.
Planetne sence
Novoustavljeni planet je plinski velikan Jupiter, ki kroži okoli zvezde, ki se nahaja približno 500 svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Lyra. Ta svet obkroži svojo zvezdo vsakih 3,03 dni na razdalji le 4 milijone milj, veliko bližje in hitreje kot planet Merkur v našem osončju.
Astronomi so za odkrivanje tega novega sveta uporabili inovativno tehniko. Ugotovili so ga po „tranzitni metodi“, ki išče potop svetlobe zvezde, ko planet prestopi neposredno pred zvezdo in meče senco. Planet velikosti Jupiterja blokira le približno 1 / 100. del svetlobe soncu podobne zvezde, vendar je to dovolj, da jo lahko zaznamo.
Če želite uspešno, morajo tranzitna iskanja pregledati številne zvezde, ker tranzit vidimo samo, če je planetni sistem nameščen skoraj na robu naše vidne črte. Trenutno poteka več različnih iskanj tranzita. Večina preuči omejena območja neba in se osredotoči na šibkejše zvezde, ker so pogostejše, s čimer se povečajo možnosti za iskanje prehodnega sistema. Vendar se mreža TrES osredotoča na iskanje svetlejših zvezd v večjih plasteh neba, ker je planete, ki krožijo po svetlih zvezdah, lažje neposredno preučevati.
"Vse, kar moramo delati, je svetloba, ki prihaja od zvezde," pravi Brown. "Mnogo težje se je naučiti karkoli, ko zvezde bledijo."
"Skoraj paradoksalno je, da so majhni teleskopi učinkovitejši od največjih, če uporabljate tranzitno metodo, saj živimo v času, ko astronomi že načrtujejo teleskope premera 100 metrov," pravi glavni avtor Roi Alonso iz Astrofizičnega inštituta Kanariji (IAC), ki so odkrili nov planet.
Največ ekstrasolarnih planetov so našli z uporabo "doplerske metode", ki zazna gravitacijski vpliv planeta na zvezdo spektroskopsko, tako da zvezdovo svetlobo razdeli na njene sestavne barve. Vendar so informacije, ki jih je mogoče zbrati z dopplersko metodo o planetu, omejene. Na primer, določimo lahko le spodnjo mejo mase, ker kot, pod katerim gledamo sistem, ni znan. Rjavi pritlikavec velike mase, katerega orbita je zelo nagnjena k naši vidni liniji, oddaja isti signal kot planet z nizko maso, ki je skoraj na robu.
"Ko astronomi najdejo prehodni planet, vemo, da je njegova orbita v bistvu robna, zato lahko izračunamo njegovo točno maso. Iz količine svetlobe, ki jo blokira, izvemo njegovo fizično velikost. V enem primeru smo celo lahko zaznali in preučili atmosfero orjaškega planeta, "pravi Charbonneau.
Razvrščanje osumljencev
Raziskava TrES je preučila približno 12.000 zvezd na 36 kvadratnih stopinjah neba (območje, polovico manjše od sklede velikega potapljača). Roi Alonso, Brownov študent, je določil 16 možnih kandidatov za tranzit planetov. »Raziskava TrES nam je dala prvo osnovo osumljencev. Potem smo morali narediti veliko nadaljnjih opazovanj, da smo odstranili vsiljevalce, «pravi soavtor Alessandro Sozzetti (Univerza v Pittsburghu / CfA).
Po sestavljanju seznama kandidatov konec aprila so raziskovalci uporabili teleskope na CfA's Whipple Observatory v Arizoni in Oak Ridge Observatory v Massachusettsu, da bi pridobili dodatna fotometrična (svetlost) opazovanja, pa tudi spektroskopska opazovanja, ki so odpravila bleščanje binarnih zvezd.
Čez nekaj mesecev je ekipa dosegla ničlo najobetavnejšega kandidata. Visoko ločljivost spektroskopskih opazovanj Torresa in Sozzettija s časom, ki jih je NASA nudila na 10-metrskem teleskopu Keck I s premera na Havajih, je to zaključila.
"Brez tega nadaljnjega dela fotometrične raziskave ne morejo povedati, kateri od njihovih kandidatov so pravzaprav planeti. Dokaz pudinga je orbita matične zvezde in to smo dobili z uporabo Dopplerove metode. Zato so bila Keckova opažanja te zvezde tako pomembna, da so dokazala, da smo našli pravi planetarni sistem, "pravi soavtor David Latham (CfA).
Izjemno normalno
Planet, imenovan TrES-1, je po velikosti in premeru podoben Jupitru. Verjetno gre za plinskega velikana, sestavljenega predvsem iz vodika in helija, najpogostejših elementov v vesolju. Toda v nasprotju z Jupitrom kroži zelo blizu svoje zvezde, kar ji daje temperaturo okoli 1500 stopinj F.
Astronomi so posebej zainteresirani za TrES-1, ker se njegova struktura tako dobro ujema s teorijo, v nasprotju s prvim odkritim tranzitnim planetom HD 209458b. Slednji svet vsebuje približno enako maso kot TrES-1, vendar je približno 30% večji. Tudi bližina njegove zvezde in spremljajoča vročina ne pojasnjujeta tako velike velikosti.
"Če najdemo TrES-1 in vidimo, kako normalno je to, nas sumi, da je HD 209458b" čuden "planet," pravi Charbonneau.
TrES-1 kroži nad svojo zvezdo vsakih 72 ur, kar jo uvršča med skupino podobnih planetov, znanih kot "vroči Jupiteri." Takšni svetovi so se verjetno oblikovali veliko dlje od svojih zvezd in se nato migrirali navznoter ter pometali vse druge planete. Številni planetarni sistemi, za katere je bilo ugotovljeno, da vsebujejo vroče Jupitre, kažejo, da je naš sončni sistem zaradi svoje tihe zgodovine morda nenavaden.
Zaradi tesne orbite TrES-1 in njene migracijske zgodovine ni verjetno, da bi imel nobene lune ali obroče. Kljub temu bodo astronomi še naprej natančno preiskovali ta sistem, ker lahko natančna fotometrična opazovanja zaznajo lune ali obroče, če obstajajo. Poleg tega lahko podrobna spektroskopska opazovanja namigajo o prisotnosti in sestavi atmosfere planeta.
Dokument, ki opisuje te rezultate, je avtor: Roi Alonso (IAC); Timothy M. Brown (NCAR); Guillermo Torres in David W. Latham (CfA); Alessandro Sozzetti (Univerza v Pittsburghu / CfA); Georgi Mandushev (Lowell), Juan A. Belmonte (IAC); David Charbonneau (CfA / Caltech); Hans J. Deeg (IAC); Edward W. Dunham (Lowell); Francis T. O'Donovan (Caltech); in Robert Stefanik (CfA).
To skupno napoved izdajajo sočasno CfA, IAC, NCAR, Univerza v Pittsburghu in Obzornik Lowell.
The W.M. Keck Observatory upravlja Kalifornijsko združenje za raziskave astronomije, znanstveno partnerstvo Kalifornijskega tehnološkega inštituta, Kalifornijska univerza in Nacionalna uprava za letalstvo in vesolje.
S sedežem v Cambridgeu, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko (CfA) je skupno sodelovanje med Smithsonian Astrophysical Observatory in Harvard College Observatory. Znanstveniki organizacije CfA, organizirani v šest raziskovalnih oddelkov, preučujejo nastanek, razvoj in končno usodo vesolja.
Izvirni vir: Harvard CfA News Release
