Obrazový kredit: ESA
Astronómovia z University of Texas v Austine sa domnievajú, že prišli na lacný spôsob, ako hľadať extrasolárne planéty. Aj keď proces pravdepodobne zničí vnútorné planéty, vonkajšie planéty pravdepodobne zostanú na obežnej dráhe okolo hviezdy. O týchto bielych trpaslíkoch je známe, že pulzujú špecifickou rýchlosťou, takže gravitácia planéty pohybujúcej sa okolo hviezdy by mala ovplyvniť túto rýchlosť pulzu o minútu, ktorá by mala byť zistiteľná lacnými ďalekohľadmi na Zemi.
University of Texas v Austine astronómovia vynašli lacnú metódu na určenie, či existujú aj iné solárne systémy, ako sú naše vlastné.
Medzi viac ako 100 hviezdami, o ktorých sa v súčasnosti vie, že majú planéty, našli astronómovia niekoľko podobných systémov ako sú naše. Nie je známe, či je to kvôli technologickým obmedzeniam alebo či je náš systém skutočne zriedkavou konfiguráciou. Astronómovia observatória McDonald? nová metóda vyhľadávania používa ďalekohľad z obdobia depresie spojený s dnešnou technológiou.
Astronómovia Don Winget a Edward Nather, postgraduálni študenti Fergal Mullally a Anjum Mukadem a kolegovia hľadajú „zvyšky“ solárnych systémov, ako sú tie naše. Ich metóda vyhľadáva kúsky takejto slnečnej sústavy po smrti jej hviezdy, využívajúc znak starodávnych vyhorených Slnkov nazývaných „bieli trpaslíci“.
Zapojení sú aj astronómovia University of Texas Bill Cochran a Ted von Hippel a S.O. Keplerova brazílska federálna univerzita v Rio Grande dol Sul a Antonio Kanaan z brazílskej federálnej univerzity v Santa Catarine.
Astronómovia vedia, že keď hviezdy podobné Slnku spotrebujú svoje jadrové palivo, ich vonkajšie vrstvy sa rozšíria a hviezda sa stane hviezdou „červeného obra“. Keď sa to stane slnku, asi za päť miliárd rokov očakávajú, že prehltne ortuť a Venuši, možno nie celkom na Zem. Potom Slnko odfúkne svoje vonkajšie vrstvy a bude existovať niekoľko tisíc rokov ako krásna, múdra planetárna hmlovina. Zostávajúce jadro Slnka bude potom bielym trpaslíkom, hustým, stmievajúcim škvárom o veľkosti Zeme. A čo je najdôležitejšie, bude pravdepodobne stále obiehať vonkajšou planétou našej slnečnej sústavy.
Akonáhle systém podobný Slnku dosiahne tento stav, tím spoločnosti Winget to bude schopný nájsť. Ich metóda je založená na viac ako troch desaťročiach výskumu variability (tj zmien jasu) bielych trpaslíkov. Na začiatku osemdesiatych rokov astronómovia University of Texas zistili, že niektorí bieli trpaslíci sa líšia alebo „pulzujú“ v pravidelných výbuchoch. Nedávno Winget a jeho kolegovia zistili, že približne jedna tretina týchto pulzujúcich bielych trpaslíkov (PWD) je spoľahlivejších časomeračov ako atómové hodiny a väčšina milisekundových pulzarov.
Tieto pulzy sú kľúčom k detekcii planét. Planéty obiehajúce okolo stabilnej hviezdy PWD ovplyvnia pozorovania jej časomiera a pravdepodobne spôsobujú pravidelné variácie vzorcov impulzov vychádzajúcich z hviezdy. Je to preto, lebo planéta obiehajúca okolo PWD vtiahne hviezdu okolo seba, keď sa pohybuje. Zmena vzdialenosti medzi hviezdou a Zemou zmení čas potrebný na to, aby svetlo z pulzácií dosiahlo Zem. Pretože impulzy sú veľmi stabilné, astronómovia môžu vypočítať rozdiel medzi pozorovaným a očakávaným časom príchodu impulzov a odvodiť prítomnosť a vlastnosti planéty. (Táto metóda je podobná metóde použitej pri objavoch takzvaných „pulzárnych planét.“ Rozdiel je v tom, že sa o spoločníkoch pulzaru nemyslí, že sa vytvorili so svojimi hviezdami, ale až potom, čo tieto hviezdy explodovali v supernovách.)
„Toto hľadanie bude citlivé na bielych trpaslíkov, ktorí boli spočiatku raz až štyrikrát takí hmotní ako Slnko, a malo by byť schopní zistiť planéty v rozmedzí od 2 do 20 AU od ich materskej hviezdy. To znamená, že budeme skúmať vnútri obývateľnej zóny pre niektoré hviezdy, “povedal Winget. (AU, alebo astronomická jednotka, je vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom.) „V zásade je detekcia Jupitera v Jupiterovej vzdialenosti touto technikou jednoduchá. Je to kačacia polievka, “povedal.
Ľahké, ale nie rýchle. Vonkajšie planéty obiehajúce okolo svojich hviezd na veľké vzdialenosti môžu trvať dlhšie ako desať rokov, kým dokončia jednu obežnú dráhu. Preto môže trvať mnoho rokov, kým sa definitívne zistí planéta obiehajúca okolo bieleho trpaslíka.
"Potrebujete dlho hľadať celú obežnú dráhu," povedal Winget. "Polovica obežnej dráhy alebo tretina obežnej dráhy nám niečo povie." Ale na planétu vo vzdialenosti Jupitera je ešte polovica obežnej dráhy ešte šesť rokov. ““ Winget dodal, že v prípade tejto metódy „zisťuje Jupitera v Uráne? vzdialenosť je jednoduchšia, ale trvá ešte dlhšie. “
Pri hľadaní planéty PWD Nather vymyslel nový špecializovaný nástroj pre 2,1-metrový dalekohľad Otto Struve od spoločnosti McDonald Observatory. Spolu s Mukadamom navrhli a postavili nástroj s názvom Argos na meranie množstva svetla vychádzajúceho z cieľových hviezd. Konkrétne je Argos „CCD fotometrom“? fotónové počítadlo, ktoré na zaznamenávanie obrázkov používa zariadenie s nábojom. Argos, ktorý sa nachádza v centre pozornosti Struve Telescope, nemá inú optiku ako primárne zrkadlo s dĺžkou 2,1 metra. Kópie Argosu sa teraz stavajú na iných observatóriách po celom svete.
Mullally pokračuje v hľadaní planét okolo bielych trpaslíkov s Argosom na Struve Telescope. Má 22 cieľových hviezd, z ktorých väčšina bola identifikovaná Sloan Digital Sky Survey. Keď tím nájde sľubných kandidátov na planétu s Argosom, budú sledovať pomocou 9,2-metrového Hobby-Eberly Telescope (HET) v McDonald Observatory.
"Ak zistíme, že veľké planéty obiehajú vo veľkých vzdialenostiach, je dobré vedieť, že môžu byť bližšie k menším planétam. V tom prípade to, čo robíte, je odhodiť sa na tento cieľ s najväčším ďalekohľadom, ku ktorému máte prístup," uviedol Winget. , HET umožní presnejšie načasovanie impulzov PWD, a tak bude schopný určiť menšie planéty.
Toto hľadanie bude schopné študovať typy hviezd, ktoré sa nedajú študovať metódou dopplerovej spektroskopie? najúspešnejšia metóda hľadania planéty doteraz? Winget povedal. Z dôvodu idiosynkrasií v zložení hviezd podobných Slnku nie je metóda dopplerovej spektroskopie príliš citlivá pri hľadaní planét okolo hviezd dvakrát tak masívnych ako Slnko. Zhruba polovica hviezd v Wingetovej štúdii budú bieli trpaslíci, ktorí boli pôvodne týmito typmi hviezd. Z tohto dôvodu môže byť štúdia PWD v spoločnosti McDonald nápomocná pri zisťovaní a posudzovaní cieľov a pozorovaní stratégií pre vesmírne misie NASA plánovaných v nasledujúcich dvoch desaťročiach, konkrétne pre vesmírnu misiu na meranie vesmíru, kozmickú sondu na vyhľadávanie pozemských planét a Kepler.
Tento výskum je financovaný z grantu NASA Origins, ako aj z grantu State Research Texas od štátu Advanced Research Project. Financovaním od agentúry Texas Higher Education Agency sa do tohto výskumu priamo zapojili dvaja stredoškolskí učitelia (Donna Slaughterová zo Stony Point High School v Round Rock, Texas a Chris Cotter z Lanier High School v Austine). V súčasnosti prebiehajú plány na rozšírenie tohto zapojenia na ďalších učiteľov a študentov v ich triedach tým, že vedu, vedcov a observatórium privedú priamo do triedy pomocou internetu. Cotter a jeho kolegovia na Lanier High School sa podieľajú na testovaní tohto konceptu s Mullally.
Pôvodný zdroj: McDonald Observatory News Release
