Umelecká ilustrácia skalnatej planéty okolo trpaslíka Gliese 876. Obrazový kredit: NSF. Klikni na zväčšenie.
Tím astronómov, ktorý urobil významný krok vpred pri hľadaní planét podobných Zemi, ktoré presahujú našu vlastnú slnečnú sústavu, oznámil objav najmenšej doteraz zistenej extrasolárnej planéty. Asi sedem a pol krát hmotnejšia ako Zem, s asi dvojnásobným polomerom, môže to byť prvá skalnatá planéta, ktorá kedy našla obiehajúcu normálnu hviezdu, ktorá sa príliš nelíši od nášho Slnka.
Všetky z takmer 150 ďalších extrasolárnych planét, ktoré boli doteraz objavené okolo normálnych hviezd, boli väčšie ako Urán, ľadový obr asi 15-násobok hmotnosti Zeme.
„Neustále posúvame hranice toho, čo dokážeme odhaliť, a priblížime sa k nájdeniu Zeme,“ uviedol člen tímu Steven Vogt, profesor astronómie a astrofyziky na kalifornskej univerzite v Santa Cruz.
„Dnešné výsledky sú dôležitým krokom k zodpovedaniu jednej z najhlbších otázok, ktoré môže ľudstvo položiť: Sme vo vesmíre sami? povedal Michael Turner, vedúci riaditeľstva matematických a fyzikálnych vied Národnej vedeckej nadácie, ktorý poskytol čiastočné financovanie výskumu.
Novoobjavená „super-zem“? obieha okolo hviezdy Gliese 876, ktorá sa nachádza len 15 svetelných rokov v smere na súhvezdí Vodnár. Táto hviezda má tiež dve väčšie planéty veľkosti Jupiter. Nová planéta bije okolo hviezdy za pouhé dva dni a je tak blízko povrchu hviezdy, že jej teplota pravdepodobne prekročí 400 až 750 stupňov Fahrenheita (200 až 400 stupňov Celzia)? vedieť to.
Avšak schopnosť detegovať nepatrný výkyv, ktorý planéta vyvoláva v hviezdach, dáva astronómom istotu, že dokážu odhaliť ešte menšie skalnaté planéty na obežných dráhach, ktoré sú životaschopnejšie.
"Toto je najmenšia doteraz zistená mimozemská planéta a prvá z novej triedy skalných pozemských planét," uviedol člen tímu Paul Butler z Carnegie Institution of Washington. "Je to ako väčší bratranec Zeme."
Tím meria minimálnu hmotu planéty 5,9 Zeme na Zemi, obiehajúcu okolo Gliese 876 s periódou 1,94 dňa vo vzdialenosti 0,021 astronomických jednotiek (AU) alebo 2 milióny míľ.
Hoci tím nemá priamy dôkaz o tom, že planéta je skalnatá, jej nízka hmotnosť bráni zadržiavaniu plynu ako Jupiter. Boli hlásené ďalšie tri údajné skalné planéty, ale obiehajú okolo pulzaru, blikajúcej mŕtvoly explodovanej hviezdy.
"Táto planéta odpovedá na starodávnu otázku," uviedol vedúci tímu Geoffrey Marcy, profesor astronómie na Kalifornskej univerzite v Berkeley. „Pred viac ako 2 000 rokmi sa grécki filozofi Aristoteles a Epicurus dohadovali o tom, či existujú aj iné planéty podobné Zemi. Prvýkrát máme dôkazy o skalnej planéte okolo normálnej hviezdy. “
Marcy, Butler, teoretický astronóm Jack Lissauer z NASA / Ames Research Center a postdoktorandský vedecký pracovník Eugenio J. Rivera z Kalifornskej observatória / Lick Observatory v UC Santa Cruz dnes prezentovali svoje zistenia počas tlače. konferencia na NSF v Arlingtone, Va.
Ich výskum, ktorý sa uskutočnil na observatóriu Keck na Havaji, podporili NSF, National Aeronautics and Space Administration, Kalifornská univerzita a Carnegie Institution of Washington.
Článok s podrobnosťami o výsledkoch bol predložený v The Astrophysical Journal. Spoluautormi sú Steven Vogt a Gregory Laughlin z Lick Observatory na University of California v Santa Cruz; Debra Fischer zo San Francisco State University; a Timothy M. Brown z Národného centra pre výskum atmosféry v NSF v Boulder, Colorado.
Gliese 876 (alebo GJ 876) je malá červená hviezda známa ako trpaslík M. najbežnejší typ hviezdy v galaxii. Nachádza sa v súhvezdí Vodnára a asi tretinou hmotnosti Slnka je najmenšou hviezdou, okolo ktorej boli objavené planéty. Butler a Marcy zistili prvú planétu v roku 1998; ukázalo sa, že je to plynový gigant asi dvakrát väčší ako Jupiter. Potom v roku 2001 oznámili druhú planétu, ďalší plynový gigant asi polovicu hmotnosti Jupitera. Obidve sú v rezonančných obežných dráhach, vonkajšia planéta trvá 60 dní, aby obiehala hviezdu, čo je dvojnásobok obdobia vnútornej planéty.
Lissauer a Rivera analyzovali Keckove údaje o systéme Gliese 876 s cieľom modelovať nezvyčajné pohyby dvoch známych planét a pred tromi rokmi sa objavilo tušenie, že okolo hviezdy by mohla byť menšia tretia planéta. V skutočnosti, keby nezohľadnili rezonančnú interakciu medzi dvoma známymi planétami, nikdy by nevideli tretiu planétu.
"Mali sme model vzájomného pôsobenia oboch planét, ale keď sme sa pozreli na rozdiel medzi dvoj planétovým modelom a skutočnými údajmi, našli sme podpis, ktorý by sa dal interpretovať ako tretia planéta," uviedol Lissauer.
Model s tromi planétami neustále lepšie vyhovoval údajom, dodala Rivera. "Ale pretože signál z tejto tretej planéty nebol príliš silný, boli sme veľmi opatrní pri oznamovaní novej planéty, kým nebudeme mať viac údajov," uviedol.
Posledné vylepšenia spektrometra Keck Telescope s vysokým rozlíšením (HIRES) poskytli zásadné nové údaje. Vogt, ktorý navrhol a postavil HIRES, spolupracoval s technickým personálom v observatóriách UC / Lick Observatory Laboratories v UC Santa Cruz s cieľom vylepšiť detektory CCD spektrometra (zariadenie s väzobnou väzbou) vlani v auguste.
"Sú to vyššie údaje z vylepšených HIRES, ktoré nám dávajú dôveru v tento výsledok," uviedol Butler.
Tím má teraz presvedčivé údaje o planéte obiehajúcej veľmi blízko hviezdy vo vzdialenosti asi 10 hviezdnych polomerov. To je menej ako desatina veľkosti ortuťovej obežnej dráhy v našej slnečnej sústave.
"Na dvojdňovej obežnej dráhe je teplota okolo 200 stupňov Celzia príliš horúca na tekutú vodu," uviedol Butler. „To nás vedie k záveru, že najpravdepodobnejšie zloženie tejto veci je ako vnútorné planéty tejto slnečnej sústavy? niklovo-železná hornina, skalnatá planéta, pozemská planéta. “
"Hmotnosť planéty by mohla ľahko udržať atmosféru," poznamenal Laughlin, pomocný profesor astronómie v UC Santa Cruz. „Stále by sa to považovalo za skalnú planétu, pravdepodobne so železným jadrom a kremíkovým plášťom. Mohla by mať dokonca hustú vrstvu zaparenej vody. Myslím, že to, čo tu vidíme, je niečo medzi strednou skutočnou pozemskou planétou, ako je Zem, a horúcou verziou ľadových gigantov Urán a Neptún. “
V kombinácii so zdokonaleným počítačovým softvérom môžu nové detektory CCD (zariadenie s väzobnou väzbou) navrhnuté týmto tímom pre Keckov HIRES spektrometer teraz merať Dopplerovu rýchlosť hviezdy s presnosťou na jeden meter za sekundu? rýchlosť ľudskej chôdze? namiesto predchádzajúcej presnosti tri metre za sekundu. Táto zlepšená citlivosť umožní tímu, ktorý loví planéty, odhaliť gravitačný účinok planéty podobnej Zemi vo vnútri obývateľnej zóny trpasličích hviezd ako je Gliese 876.
"V Kecku presadzujeme úplne nový režim, aby sme dosiahli presnosť jedného metra za sekundu, trojnásobok našej starej presnosti, ktorá by nám tiež mala umožniť vidieť planéty Zeme okolo hviezd podobných Slnku v nasledujúcich rokoch," uviedol Butler.
"Náš tím UC v Santa Cruz a Lick Observatory vykonal obrovské množstvo optických, technických a detektorových prác, aby z Keckovho teleskopu urobil lovca skalných planét, najlepšieho na svete," dodala Marcy.
Lissauer je tiež nadšený ďalším činom uvedeným v článku predloženom v časopise. Po prvý krát on, Rivera a Laughlin určili sklon priamky videnia hviezdneho systému iba z pozorovaného Dopplerovho zvlnenia hviezdy. Pomocou dynamických modelov interakcie týchto dvoch planét veľkosti Jupiter dokázali vypočítať hmotnosti dvoch veľkých planét z pozorovaných tvarov a mier precesie ich oválnych dráh. Precesia je pomalé otáčanie dlhej osi eliptickej obežnej dráhy planéty.
Ukázali, že orbitálna rovina je naklonená o 40 stupňov k nášmu zornému poli. Tím umožnil tímu odhadnúť najpravdepodobnejšiu hmotu tretej planéty na sedem a pol hmoty Zeme.
„Do tejto štúdie je zapojených viac dynamického modelovania ako v ktorejkoľvek predchádzajúcej štúdii, oveľa viac,“ uviedla Lissauer.
Tím plánuje pokračovať v pozorovaní hviezdy Gliese 876, ale túži nájsť ďalšie pozemské planéty medzi 150 alebo viacerými trpasličími planétami, ktoré pravidelne pozorujú s Keckom.
"Zatiaľ nenájdeme takmer žiadne planéty s hmotnosťou Jupiter medzi trpasličími hviezdami, ktoré sme pozorovali, čo naznačuje, že namiesto toho bude veľká populácia menších planét," poznamenal Butler.
Pôvodný zdroj: Carnegie Institute News Release
