Posługując się powszechnie dostępnym teleskopem, wyposażonym w najnowszy instrument do poszukiwania planet, astronomowie odkryli planetę pozasłoneczną. Okrąża ona bardzo młodą gwiazdę znajdującą się 100 lat świetlnych od nas. Znalezisko to może oznaczać, że naukowcy znaleźli metodę, żeby znacząco przyspieszyć tempo znajdowania pozasłonecznych planet.
„W ciągu ostatnich dwóch dekad, astronomowie przeglądnęli około 3000 gwiazd w poszukiwaniu planet” – mówi Jian Ge, profesor astronomii z Uniwersytetu Florydy. – „Sukces naszego nowego instrumentu pokazuje, że wkrótce będziemy mogli przeglądać gwiazdy znacznie szybciej i taniej – być może w ciągu najbliższych dwudziestu lat przeszukamy kilkaset tysięcy gwiazd„.
Wynik astronomów jest ważny ze względu na obiekt, który odkryli. Jest to planeta, o masie równej połowie masy Jowisza, okrążająca gwiazdę w wieku 600 milionów lat, bardzo młodą gdy porównać ją z liczącym sobie prawie 5 miliardów lat Słońcem.
„TO jedna z najmłodszych gwiazd posiadających planetę” – mówi Ge. Być może jeszcze ważniejszy jest jednak fakt, że użyty do odkrycia planety instrument może dostarczyć łatwo dostępnej metody do znajdowania planet, w tym również takich, na których mogłoby zaistnieć życie.
Planety pozasłoneczne są zazwyczaj zasłonięte przez blask ich gwiazd macierzystych, więc trudno zaobserwować je wizualnie. Od lat dziewięćdziesiątych naukowcy wykorzystują pomiary dopplerowskiej prędkości radialnej, by wykryć drgania gwiazdy, spowodowane oddziaływaniem grawitacyjnym planety.
Za pomocą tej metody odkryto znaczną większość z ponad 160 znanych planet pozasłonecznych. Praca polega na poszukiwaniu w spektrum gwiazdy śladów dopplerowskiego przesunięcia, który wynika z oddalania się gwiazdy i planety od wspólnego środka masy. Głównym instrumentem przy tej technice jest spektrograf, którego wadą jest to, że zbiera jedynie niewielki procent fotonów pochodzących ze źródła światła. Dlatego spektrograf musi być stosowany z wraz ze stosunkowo dużym teleskopem.
Nowy instrument to Exoplanet Tracker, inaczej ET, który zastępuje spektrometr interferometrem. Dzięki interferometrowi instrument łapie 20 procent docierających fotonów, dzięki czemu pomiar prędkości radialnej jest znacznie bardziej precyzyjny.
Instrument kosztował zaledwie 200 tysięcy dolarów, pięć razy mniej niż spektrografy wykorzystywane do poszukiwania planet. Dodatkowo, instrument jest mniejszy i lżejszy. Idea oparta jest o pomysł, który w 1997 roku zaproponował David Erskine z Narodowego Laboratorium Lawrence Livermore. ET został zamontowany na 90 centymetrowym teleskopie systemu Coude feed na w Obserwatorium Kitt Peak.
Podobnie jak współcześnie używane spektrografy, interferometr Ge mierzy prędkość radialną jedynie dla jednego obiektu na raz. Ale ekipa Ge zaprezentowała, że instrument może również pracować równolegle, równocześnie badając kilka gwiazd. Ta cecha stanowi o jego wielkiej potencjalnej użyteczności. Obecnie naukowcy pracują nad wersją przyrządu zdolną prowadzić pomiary dla 100 gwiazd jednocześnie.
Na wiosnę ET będzie pracować na 2,5 metrowym teleskopie szerokokątnym w Obserwatorium Apache Point, należącym do Sloan Digital Sky Survey. Na rozwój instrumentu, naukowcom przyznano grant w wysokości 875 tysięcy dolarów. W fazie planowania jest również jeszcze bardziej złożony, długoterminowy projekt.
Używany obecnie mały teleskop zamontowany jest na małej wieży w sąsiedztwie innego 2,1 metrowego teleskopu. Zebrane światło trafia na dół, do pokoju którego większość zajmuje standartowy spektrograf, a niewielki ET stoi kącie.
Nowa planeta jest najdalszym obiektem znalezionym za pomocą techniki dopplerowskiej przez tak mały teleskop. Teleskopów o średnicy poniżej metra jest na świecie setki, tych o średnicy 2 i 3 metry – jedynie kilka, i wszystkie są oblegane przez naukowców z całego świata. Według Ge, wystarczy 12 nocy pracy małego teleskopu aby trafić na obiecującego kandydata.
Szukanie planet nigdy nie jest łatwe. Przy opisywanym odkryciu naukowcy długo musieli upewnić się, czy rzeczywiście „widzą” planetę. Było to konieczne, ponieważ młoda gwiazda, której masa to 80 procent masy Słońca, generuje silne pole magnetyczne i charakteryzuje się dużą ilością plam. Duża plama może być fałszywym sygnałem o obecności planety na orbicie.
Aby wykluczyć tą możliwość posłużono się innym teleskopem. Greg Henry za pomocą automatycznego teleskopu określił, że gwiazda zmienia swą jasność wraz z rotacją, z okresem 12 dni. Tym samym kandydatka na planeta, której okres obiegu jest krótszy niż pięć dni, nie może być powracającą wraz z rotacją gwiazdy plamą, a rzeczywiście poszukiwaną planetą.
Obserwowana gwiazda leży w kierunku gwiazdozbioru Panny. Wobec krótkiego okresu obiegu musi znajdować się bardzo blisko gwiazdy, a na jej powierzchni jest bardzo gorąco. To oznacza, że planeta ta leży poza „nadającą się do zamieszkania” strefą dla tej gwiazdy.
PaSKud
Czy nasz uklad nie jest jednak wyjatkowy? — Ciagle sie slyszy ze nowo odkryte planety maja okresy obiegu rzedu kilku dni… Jak to jest skoro w naszym ukladzie ta liczba idzie w setki a czesto tez i w dziesiatki lat… To oznacza ze taka planeta praktycznie zanurza sie w atmosferze swojej gwiazdy albo obiega ja z jakas niebotyczna predkoscia… Prosze o jakies wytlumaczanie jesli ktos wie.
Leszek B.
Efekt selekcji obserwacyjnej — To, że odkrywamy planety o masach zblizonych do Jowisza, na ciasnych orbitach, o krótkich okresach wynika tylko z naszych możliwości obserwacyjnych. Metoda prędkości radialnych jest ograniczona dokładnością ok. 2 km/s, a to implikuje, że jesteśmy w stanie wykryć planety o takich właśnie orbitach. Tak więc na tle odkrytych planet nasz Układ Słoneczny jest oczywiście wyjątkowy.
Kiedy rozwiną się inne metody, czyli astrometria i interferometria optyczna, będziemy w stanie odkrywać planety mniej masywne (takie jak np. Ziemia), wolniejsze, a przez to niewykrywalne metodą prędkości radialnych, która obecnie jest praktycznie jedyną skuteczną i powszechną metodą poszukiwań.
– To tak w największym sktócie.
PaSKud
ok — ale masywne to wlasnie teraz odkrywamy – z tego co wiem wiekszosc odkrytych planet jest conajmniej wielkosci jowisza ale na pewno nie ma takich malych jak ziemia. z reszta sie zgadzam 🙂
Fallen
Planety prawie ziemskie — Najmniejszymi z dotychczas odkrytych planet pozasłonecznych jest OGLE-05-390L b o masie tylko 5,5 masy Ziemi (0,018 masy Jowisza) oraz Gliese 876 d o masie 0,023 masy Jowisza. Przypuszczalnie obie planety są planetami skalistymi.
szpieg z krainy deszczowców
Krok po kroku, krok po kroczku… — … z czego Gliese 876 d jest gigantycznym „Merkurym”, a nowoodkryta OGLE-2005-BLG-390 b – gigantyczną lodówką. Krąży sobie toto co prawda zaledwie ok. 3 AU od swojego słoneczka, ale słoneczko to jest czerwonym karłem, więc powierzchniową temperaturę szacuje się na -220 st.C.
A kto odkrył tę ostatnią? „Nasi”!
Tak, powoli zbliżamy się do odkrycia globu faktycznie przypominającego Ziemię: dystansem od gwiazdy, wielkością… zupełnie jak Mars lub Wenus. Hm…
Fallen
Jeśli… — … chcemy odnaleźć glob, który będzie przypominał Ziemię, nie możemy ograniczać się jedynie do poszukiwania planet. Zbliżone warunki – atmosfera, małe wahania temperatury itp. mogą również występować na księżycach gazowych olbrzymów.
szpieg z krainy deszczowców
Aczkolwiek… — … to pasjonujące pole badań jest, przy stosowanych technikach, całkowicie dla nas niedostępne… Mnóstwo spośród znanych nam gazowych olbrzymów jest dość masywnych, by utrzymać (może nawet niejeden!) księżyc wielkości Ziemi. A i wiele spośród nich krąży wewnątrz „stref życia” swoich gwiazd. Ze względu na dystans i nasłonecznienie mogą być pokryte wodnymi chmurami (’klasa II’ według klasyfikacji Sudarsky’ego), a jakiś wielki księżyc któregoś z nich być poszukiwaną „drugą Ziemią”.
Tylko pewnie i „nasze dzieci” się o tym nie dowiedzą.
Fallen
Nowe inne Ziemie — I podobnie jak ziemski Księżyc stabilizuje warunki, jakie panują na Ziemi (choćby przez przeciwdziałanie zmianom jej kąta nachylenia osi obrotu), to analogicznie taki gazowy gigant mógłby stabilizować warunki na księżycu. Gdyby np. ten zsynchronizował swój obrót tak, by być odwrócony do planety cały czas jedną stroną, to ta część byłaby nagrzewana i na niej mogłyby panować całkiem stałe warunki dla rozwoju życia, a druga strona Księżyca mogłaby być zamarznięta. Taki świat mógłby być zupełnie odmienny od tego, jaki znamy ale jakże też pasjonujący 🙂
Wojtek
A jednak się kręci — Jeżeli księżyc jest zwrócony do planety zawsze tą samą stroną to nie oznacza, że nie obraca się względem słońca. Widać to choćby przy okazji naszego księżyca. A co do metody szukania planet z interferometrem to rozumiem, że gdyby wykorzystać go z odpowiednio dużym teleskopem to utrzymujemy urządzenie badawcze pozwalające znajdywać planety niewiele większe od Ziemi, lub jej wielkości znacznie dalej od gwiazdy macierzystej niż dotychczas? Mam nadzieje, że się nie mylę.
P.S.
To mój pierwszy post na tym forum
Leszek B.
Interferometr — Tak, właśnie tak, tylko dla precyzji – interferometr to nie jest żadne zewnętrzne urządzenie podpięte do teleskopu, tylko teleskopy są częścią sieci interferometrycznej. Od lat działa to w radioastronomii (VLBI) ze znakomitym skutkiem.
Polecam linki:
http://pl.wikipedia.org/wiki/VLBI
http://asterix.astro.uni.torun.pl/PL/
http://www.astro.uni.torun.pl/vlbi/VLBI_group.html
Oskar.K
Bez optymizmu — A pomyślał ktoś może, że ów księżyc byłby niezbyt równo oświetlony?Jeśli krążyłby blisko swojego jowisza, to, przynajmniej na części jego „widocznej”(z jowisza) półkuli nigdy tak naprawdę nie byłoby dnia- w „dzień” zamiast słońca na niebie widniałaby zacieniona tarcza planety.Jeśliby natomiast taki księżyc krązyłby pod znacznym nachyleniem do równika planety, mamy klasyczny dzięń i noc polarną.Jeśliby natomiast krązyłby w dalszej odległości od planety, tak by zminimalizować efekt zaćmienia… to też mamy klasyczny dzień i noc polarną… Faktycznie prawie Ziemia… przynajmniej niektóre jej fragmenty(skrzyżowanie Sahary z Antarktyką i rejonem Karaibów poddanym akurat działaniu huraganu.Może jeszcze wulkanicznej Islandii).
Fallen
To właśnie… — miałem na myśli, warunki na takim globie pod względem otrzymywanej energii nie byłyby rownomierne, zatem część globu mogłaby być skuta lodowcem, a część mogłaby być cieplejsza.
Wojtek
jasne — Tak, tylko z twojego posta wynikało, że jak jest zwrócony jedną stroną do planety to oznacza, że jedna strona jest cały czas oświetlona, a druga nie. A co do nirównomiernego oświetlenia, to ono będzie zawsze, w mniejszym bądź większym stopniu. Tak czy siak możliwośći są miliony i choć byśmy nie wiem jak spekulowali na temat tego co możemy znaleźć kosmos i tak nas zadziwie. I to właśnie jest w nim najbardziej fascynujące! Pozdrawiam
Fallen
Ale — nie o samo światło się rozchodzi. Czy siły pływowe nie ogrzewałyby atmosfery takiego księżyca z jednej strony, zwroconej do planety? Na National Geografic był program o hipotetycznym życiu na obcych globach, badacze wymyślili sobie właśnie taki księżyc a la Ziemia, był zwrócony jedną stroną do olbrzyma. Według obliczeń po stronie doplanetarnej wytwarzał się trwały antycyklon, dokokoła niego strefa sprzyjająca życiu, a strona przeciwna była dużo zimniejsza. Oczywiście do fantastyka, ale na podwalinach nauki i wiedzy z dziedzin planetologii, fizyki itp.