Umetniška ilustracija skalnatega planeta okoli M pritlikave Gliese 876. Kredit slike: NSF. Kliknite za povečavo.
Skupina astronomov je naredila velik korak naprej pri iskanju Zemlji podobnih planetov zunaj našega lastnega sončnega sistema, zato je skupina astronomov objavila odkritje najmanjšega doslej odkritega ekstrasončnega planeta. Približno sedem in pol krat večji od Zemlje, s približno dvakrat večjim polmerom, je morda prvi kamniti planet, ki je kdajkoli ugotovljen, da kroži okoli normalne zvezde, ki ni veliko drugačna od našega Sonca.
Vseh skoraj 150 drugih ekstrasolarnih planetov, odkritih do danes okoli normalnih zvezd, je bilo večjih od Urana, ledenega velikana, ki je približno 15-krat večji od mase Zemlje.
'Še naprej premikamo meje tega, kar lahko zaznamo, in vse bližje smo iskanju Zemlje,' je povedal član ekipe Steven Vogt, profesor astronomije in astrofizike na kalifornijski univerzi Santa Cruz.
?Današnji rezultati so pomemben korak k odgovoru na eno najglobljih vprašanj, ki si jih lahko zastavi človeštvo: ali smo sami v vesolju?? je dejal Michael Turner, vodja Direktorata za matematične in fizikalne vede pri Nacionalni znanstveni fundaciji, ki je zagotovila delno financiranje raziskave.
Na novo odkrita ?super-Zemlja? kroži okoli zvezde Gliese 876, ki se nahaja le 15 svetlobnih let stran v smeri ozvezdja Vodnar. Ta zvezda ima tudi dva večja planeta velikosti Jupitra. Novi planet se obkroži okoli zvezde v samo dveh dneh in je tako blizu njene površine, da njegova temperatura verjetno preseže 400 do 750 stopinj Fahrenheita (200 do 400 stopinj Celzija)? temperature v pečici so prevroče za življenje, saj smo vedeti.
Kljub temu sposobnost zaznavanja drobnega nihanja, ki ga planet povzroči v zvezdi, daje astronomom zaupanje, da bodo lahko zaznali še manjše skalnate planete v orbitah, ki so bolj gostoljubne za življenje.
'To je najmanjši ekstrasolarni planet doslej odkrit in prvi v novem razredu kamnitih zemeljskih planetov,' je povedal član ekipe Paul Butler z inštituta Carnegie v Washingtonu. 'To je kot Zemljin večji bratranec.'
Skupina meri najmanjšo maso za planet 5,9 zemeljskih mas, ki kroži okoli Gliese 876 v obdobju 1,94 dni na razdalji 0,021 astronomskih enot (AU) ali 2 milijona milj.
Čeprav ekipa nima neposrednega dokaza, da je planet kamnit, mu njegova nizka masa preprečuje, da bi zadrževal plin, kot je Jupiter. Poročali so o treh drugih domnevnih skalnatih planetih, ki pa krožijo okoli pulsarja, utripajočega trupla eksplodirane zvezde.
'Ta planet odgovarja na starodavno vprašanje,' je dejal vodja ekipe Geoffrey Marcy, profesor astronomije na kalifornijski univerzi Berkeley. »Pred več kot 2000 leti sta se grška filozofa Aristotel in Epikur prepirala o tem, ali obstajajo drugi Zemlji podobni planeti. Zdaj imamo prvič dokaze za kamniti planet okoli normalne zvezde.
Marcy, Butler, teoretični astronom Jack Lissauer iz NASA/Amesovega raziskovalnega centra in podoktorski raziskovalec Eugenio J. Rivera z kalifornijske univerze Observatory/Lick Observatory na UC Santa Cruz so danes (ponedeljek, 13. junij) med novinarjem predstavili svoje ugotovitve. konferenci na NSF v Arlingtonu, Va.
Njihovo raziskavo, ki so jo izvedli na observatoriju Keck na Havajih, so podprli NSF, Nacionalna uprava za aeronavtiko in vesolje, Kalifornijska univerza in inštitut Carnegie v Washingtonu.
Dokument s podrobnostmi o rezultatih je bil predložen The Astrophysical Journal. Soavtorja prispevka sta Steven Vogt in Gregory Laughlin z Observatorija Lick na kalifornijski univerzi Santa Cruz; Debra Fischer z državne univerze San Francisco; in Timothy M. Brown iz Nacionalnega centra za atmosferske raziskave NSF v Boulderju v Koloradu.
Gliese 876 (ali GJ 876) je majhna rdeča zvezda, znana kot M škrat? najpogostejša vrsta zvezde v galaksiji. Nahaja se v ozvezdje Vodnar , in pri približno eni tretjini mase sonca je najmanjša zvezda, okoli katere so bili odkriti planeti. Butler in Marcy sta tam leta 1998 odkrila prvi planet; izkazalo se je, da je plinski velikan približno dvakrat večji od mase Jupitra. Nato so leta 2001 poročali o drugem planetu, drugem plinastem velikanu, približno polovico mase Jupitra. Oba sta v resonančni orbiti, zunanji planet potrebuje 60 dni, da obkroži zvezdo, kar je dvakrat več kot obdobje notranjega planeta velikana.
Lissauer in Rivera sta analizirala Keckove podatke o sistemu Gliese 876, da bi modelirala nenavadna gibanja dveh znanih planetov, pred tremi leti pa sta slutila, da bi okoli zvezde morda krožil manjši, tretji planet. Pravzaprav, če ne bi upoštevali resonančne interakcije med obema znanima planetoma, ne bi nikoli videli tretjega planeta.
'Imeli smo model za dva planeta, ki sta medsebojno delovala, a ko smo pogledali razliko med modelom dveh planetov in dejanskimi podatki, smo našli podpis, ki bi ga lahko razlagali kot tretji planet,' je dejal Lissauer.
Model treh planetov se je dosledno bolje ujemal s podatki, je dodala Rivera. 'Ker pa signal s tega tretjega planeta ni bil zelo močan, smo bili zelo previdni pri napovedovanju novega planeta, dokler nismo imeli več podatkov,' je dejal.
Nedavne izboljšave spektrometra visoke ločljivosti (HIRES) teleskopa Keck so zagotovile ključne nove podatke. Vogt, ki je zasnoval in izdelal HIRES, je avgusta lani sodeloval s tehničnim osebjem v UC Observatory/Lick Observatory Laboratories na UC Santa Cruz, da bi nadgradili detektorje CCD (nabojno sklopljena naprava) spektrometra.
'Zaupanje v ta rezultat nam dajejo bolj natančni podatki iz nadgrajenega HIRES,' je dejal Butler.
Ekipa ima zdaj prepričljive podatke za planet, ki kroži zelo blizu zvezde, na razdalji približno 10 zvezdnih polmerov. To je manj kot ena desetina velikosti Merkurjeve orbite v našem sončnem sistemu.
'V dvodnevni orbiti je približno 200 stopinj Celzija prevroče za tekočo vodo,' je dejal Butler. »To nas vodi do zaključka, da je najverjetnejša sestava te stvari kot notranji planeti tega sončnega sistema? nikelj-železna skala, kamniti planet, zemeljski planet.'
'Masa planeta bi zlahka obdržala atmosfero,' je dejal Laughlin, docent za astronomijo na UC Santa Cruz. »Še vedno bi veljal za kamniti planet, verjetno z železnim jedrom in silicijevim plaščem. Lahko ima celo gosto plast parne vode. Mislim, da je to, kar vidimo tukaj, nekaj, kar je vmesno med pravim zemeljskim planetom, kot je Zemlja, in vročo različico ledenih velikanov Urana in Neptuna.
V kombinaciji z izboljšano računalniško programsko opremo lahko novi detektorji CCD (naprave s polnjenjem), ki jih je oblikovala ta ekipa za Keckov spektrometer HIRES, zdaj merijo Dopplerjevo hitrost zvezde do enega metra na sekundo? hitrost človekove hoje? namesto prejšnje natančnosti tri metre na sekundo. Ta izboljšana občutljivost bo ekipi za lov na planete omogočila, da zazna gravitacijski učinek Zemlji podobnega planeta znotraj bivalnega območja M pritlikavih zvezd, kot je Gliese 876.
'Pri Kecku si prizadevamo za povsem nov režim, da bi dosegli natančnost enega metra na sekundo, potrojili našo staro natančnost, kar bi nam moralo prav tako omogočiti, da v naslednjih nekaj letih vidimo planete z zemeljsko maso okoli zvezd, podobnih soncu,' je dejal Butler.
'Naša ekipa UC Santa Cruz in Lick Observatory je opravila ogromno optičnega, tehničnega in detektorskega dela, da je teleskop Keck postal lovec na skalnate planete, najboljši na svetu,' je dodala Marcy.
Lissauer je navdušen tudi nad drugim podvigom, o katerem poročajo v prispevku, predloženem reviji. On, Rivera in Laughlin so prvič določili naklon vidne črte orbite zvezdnega sistema izključno na podlagi opazovanega Dopplerjevega nihanja zvezde. Z uporabo dinamičnih modelov interakcije dveh planetov velikosti Jupitra so lahko izračunali masi dveh planetov velikanov iz opazovanih oblik in stopenj precesije njihovih ovalnih orbit. Precesija je počasno obračanje dolge osi eliptične orbite planeta.
Pokazali so, da je orbitalna ravnina nagnjena za 40 stopinj glede na naš vid. To je ekipi omogočilo, da oceni najverjetnejšo maso tretjega planeta kot sedem in pol zemeljskih mas.
'V tej študiji je vključenih več dinamičnega modeliranja kot katera koli prejšnja študija, veliko več,' je dejal Lissauer.
Ekipa namerava še naprej opazovati zvezdo Gliese 876, vendar si želi med 150 ali več pritlikavimi planeti M, ki jih redno opazuje s Keckom, poiskati druge zemeljske planete.
'Zaenkrat med pritlikavimi zvezdami M, ki smo jih opazovali, skoraj nismo našli planetov z maso Jupitra, kar nakazuje, da bo namesto tega obstajala velika populacija planetov z manjšo maso,' je opozoril Butler.
Izvirni vir: sporočilo za javnost Carnegie Institute