Pred pätnástimi rokmi najväčšie teleskopy na svete ešte museli nájsť planétu obiehajúcu inú hviezdu. Dnešné teleskopy, ktoré nie sú väčšie ako v obchodných domoch, dokážu odhaliť predtým neznáme svety. Novoobjavená planéta zistená malým ďalekohľadom s priemerom 4 palce ukazuje, že sme na vrchole nového veku objavu planéty. Čoskoro sa nové svety môžu nachádzať zrýchľujúcim sa tempom, čím sa priblíženie detekcie prvého sveta veľkosti Zeme o krok bližšie.
„Tento objav dokazuje, že aj skromné teleskopy môžu výrazne prispieť k hľadaniu planét,“ hovorí Guillermo Torres z Harvard-Smithsonianského centra pre astrofyziku (CfA), čo je spoluautor štúdie.
Táto výskumná štúdia bude zverejnená online na adrese http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 a objaví sa v pripravovanom vydaní listov The Astrophysical Journal Letters.
Toto je úplne prvý objav extrasolárnej planéty uskutočnený špecializovaným prieskumom mnohých tisícov relatívne jasných hviezd vo veľkých oblastiach oblohy. Bola vytvorená pomocou transatlantického prieskumu exoplanet (TrES), siete malých, relatívne lacných ďalekohľadov navrhnutých tak, aby špecificky hľadali planéty obiehajúce okolo jasných hviezd. Tím vedcov, ktorých spoluviedli David Charbonneau (CfA / Caltech), Timothy Brown z Národného centra pre výskum atmosféry (NCAR) a Edward Dunham z Lowell Observatory, vyvinul sieť TrES. Počiatočná podpora pre sieť TrES prišla z Jet Propulsion Laboratory od NASA a Kalifornského technologického inštitútu.
„Trvalo to niekoľko rokov Ph.D. vedci pracujúci na plný úväzok na vývoji metód analýzy údajov pre tento vyhľadávací program, ale samotné zariadenie používa jednoduché komponenty, ktoré sa už nenachádzajú v regáloch, “hovorí Charbonneau.
Aj keď malé ďalekohľady siete TrES urobili počiatočný objav, vyžadovali sa následné pozorovania v iných zariadeniach. Pripomienky na W.M. Keck Observatory, ktoré pre Kalifornskú univerzitu, Caltech a NASA, prevádzkuje dva najväčšie teleskopy na svete na Havaji, bolo pri potvrdení existencie planéty mimoriadne dôležité.
Planéty Tiene
Novoobjavená planéta je plynový gigant veľkosti Jupiter obiehajúci okolo hviezdy vzdialenej asi 500 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Lyra. Tento svet obieha svoju hviezdu každých 3,03 dní vo vzdialenosti iba 4 milióny míľ, oveľa bližšie a rýchlejšie ako planéta Merkúr v našej slnečnej sústave.
Astronómovia objavili tento nový svet pomocou inovatívnej techniky. Zistilo sa to „metódou tranzitu“, ktorá hľadá pokles v hviezdovom jase, keď planéta prechádza priamo pred hviezdou a vrhá tieň. Planéta veľkosti Jupiter blokuje iba asi 1 / 100. svetlo od hviezdy podobnej Slnku, ale to je dosť, aby sa dalo detegovať.
Aby boli tranzitné prehliadky úspešné, musia preskúmať veľa hviezd, pretože tranzit vidíme len vtedy, ak je planétový systém umiestnený takmer na okraji našej zornej poľa. V súčasnosti prebieha niekoľko rôznych tranzitných prehliadok. Väčšina skúma obmedzené oblasti oblohy a zameriava sa na slabšie hviezdy, pretože sú častejšie, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť nájdenia tranzitného systému. Sieť TrES sa však sústreďuje na hľadanie jasnejších hviezd vo väčších pásmach oblohy, pretože planéty obiehajúce okolo jasných hviezd sa ľahšie študujú priamo.
„Všetko, s čím musíme pracovať, je svetlo vychádzajúce z hviezdy,“ hovorí Brown. "Je oveľa ťažšie naučiť sa čokoľvek, keď sú hviezdy slabé."
„Je takmer paradoxné, že malé ďalekohľady sú účinnejšie ako tie najväčšie, ak použijete metódu tranzitu, pretože žijeme v čase, keď astronómovia už plánujú ďalekohľady s priemerom 100 metrov,“ hovorí hlavný autor Roi Alonso z Astrofyzikálneho ústavu Kanárske ostrovy (IAC), ktorí objavili novú planétu.
Najznámejšie extrasolárne planéty boli nájdené pomocou „Dopplerovej metódy“, ktorá spektroskopicky detekuje gravitačný účinok planéty na jej hviezdu tým, že svetlo hviezdy rozdeľuje na farebné zložky. Informácie, ktoré je možné získať o planéte pomocou Dopplerovej metódy, sú však obmedzené. Napríklad je možné určiť iba dolnú hranicu hmotnosti, pretože uhol, pod ktorým vidíme systém, nie je známy. Vysoko-masový hnedý trpaslík, ktorého obežná dráha je vysoko naklonená k nášmu zornému poli, vydáva rovnaký signál ako planéta s nízkou hmotnosťou, ktorá je takmer na okraji.
„Keď astronómovia nájdu prechádzajúcu planétu, vieme, že jej obežná dráha je v podstate na okraji, takže môžeme vypočítať jej presnú hmotnosť. Z množstva svetla, ktoré blokuje, sa učíme jeho fyzickú veľkosť. V jednom prípade sme dokonca dokázali zistiť a študovať atmosféru obrovskej planéty, “hovorí Charbonneau.
Triedenie podozrivých
Prieskum TrES skúmal približne 12 000 hviezd na 36 štvorcových stupňoch oblohy (oblasť, ktorá je polovica veľkosti misy Veľkého vozňa). Roi Alonso, absolventka Brownovej školy, identifikovala 16 možných kandidátov na tranzit planéty. „Prieskum TrES nám poskytol našu počiatočnú zostavu podozrivých. Potom sme museli urobiť veľa následných pozorovaní, aby sme eliminovali podvodníkov, “hovorí spoluautor Alessandro Sozzetti (Pittsburghská univerzita / CfA).
Po zostavení zoznamu kandidátov koncom apríla vedci použili ďalekohľady na Whipple Observatory v Arizone a Oak Ridge Observatory v Massachusetts, aby získali ďalšie fotometrické pozorovania (jas), ako aj spektroskopické pozorovania, ktoré eliminujú zatmenie dvojhviezd.
V priebehu dvoch mesiacov sa tím prihlásil k najsľubnejšiemu kandidátovi. Prípad potvrdili spektroskopické pozorovania Torresa a Sozzettiho s vysokým rozlíšením pomocou času poskytnutého NASA na ďalekohľade Keck I s priemerom 10 metrov na Havaji.
„Bez tejto následnej práce nemôžu fotometrické prieskumy povedať, ktoré z ich kandidátov sú skutočne planéty. Dôkaz pudingu je obežnou dráhou pre materskú hviezdu a dostali sme ju pomocou Dopplerovej metódy. Preto boli Keckove pozorovania tejto hviezdy také dôležité pri dokazovaní, že sme našli skutočný planétový systém, “hovorí spoluautor David Latham (CfA).
Pozoruhodne normálne
Planéta nazývaná TrES-1 je svojou hmotnosťou a veľkosťou (priemer) veľmi podobná Jupiteru. Je to pravdepodobne plynový gigant zložený predovšetkým z vodíka a hélia, najbežnejších prvkov vo vesmíre. Na rozdiel od Jupitera to však obieha veľmi blízko svojej hviezdy a má teplotu okolo 1500 stupňov F.
Astronómovia sa obzvlášť zaujímajú o TrES-1, pretože jeho štruktúra súhlasí s teóriou, na rozdiel od prvej objavenej tranzitívnej planéty, HD 209458b. Posledne uvedený svet obsahuje približne rovnakú hmotnosť ako TrES-1, ale je o 30% väčší. Dokonca ani jeho blízkosť k hviezde a sprievodné teplo nevysvetľujú tak veľkú veľkosť.
„Nájdenie TrES-1 a zistenie, aké je normálne, nás vedie k podozreniu, že HD 209458b je„ zvláštna planéta “,“ hovorí Charbonneau.
TrES-1 obieha svoju hviezdu každých 72 hodín a umiestňuje ju medzi skupinu podobných planét známych ako „horúce Jupitery“. Takéto svety sa pravdepodobne vytvorili oveľa ďalej od svojich hviezd a potom sa presunuli dovnútra, čím zametli akékoľvek ďalšie planéty v tomto procese. Mnoho planétových systémov, ktoré obsahujú horúce Jupitery, naznačuje, že naša slnečná sústava môže byť pre svoju relatívne pokojnú históriu neobvyklá.
Vďaka blízkej obežnej dráhe TrES-1 a jej migračnej histórii je nepravdepodobné, že by mala nejaké mesiace alebo prstene. Astronómovia však budú tento systém aj naďalej podrobne skúmať, pretože presné fotometrické pozorovania môžu zistiť mesiace alebo prstene, ak existujú. Podrobné spektroskopické pozorovania môžu navyše poskytnúť vodítko pre prítomnosť a zloženie atmosféry planéty.
Príspevok popisujúci tieto výsledky je autorom: Roi Alonso (IAC); Timothy M. Brown (NCAR); Guillermo Torres a David W. Latham (CfA); Alessandro Sozzetti (Pittsburghská univerzita / 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); a Robert Stefanik (CfA).
Toto spoločné oznámenie vydávajú súčasne CfA, IAC, NCAR, Pittsburghská univerzita a Lowell Observatory.
W.M. Observatórium Keck je prevádzkované Kalifornskou asociáciou pre výskum v astronómii, vedeckým partnerstvom Kalifornského technologického inštitútu, Kalifornskej univerzity a Národnej správy letectva a vesmíru.
Harvardovo-Smithsonovské centrum pre astrofyziku (CfA) so sídlom v Cambridge v štáte Massachusetts je spoločnou spoluprácou medzi Smithsonovským astrofyzikálnym observatóriom a observatóriom Harvard College. Vedci CfA, rozdelení do šiestich výskumných divízií, študujú pôvod, vývoj a konečný osud vesmíru.
Pôvodný zdroj: Harvard CfA News Release
