Prieš penkiolika metų didžiausi pasaulyje teleskopai dar neturėjo surasti planetos, kuri skrieja aplink kitą žvaigždę. Šiandien teleskopai, ne didesni už tuos, kuriuos galima įsigyti universalinėse parduotuvėse, įrodo galintys aptikti anksčiau nežinomus pasaulius. Naujai atrasta planeta, aptikta mažu, 4 colių skersmens teleskopu, rodo, kad esame naujo planetų atradimo kulminacijoje. Netrukus nauji pasauliai gali įsitvirtinti pagreitį, vienu žingsniu priartindami pirmąjį Žemės dydį.
„Šis atradimas rodo, kad net nuolankūs teleskopai gali labai prisidėti prie planetų paieškų“, - sako Guillermo Torres iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro (CfA), šio tyrimo bendraautoris.
Šis tyrimo tyrimas bus paskelbtas internete adresu http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 ir pasirodys būsimame leidinyje „The Astrophysical Journal Letters“.
Tai yra pirmas ekstrasolarinės planetos atradimas, atliktas atlikus daug tūkstančių palyginti ryškių žvaigždžių tyrimus dideliuose dangaus regionuose. Jis buvo pagamintas naudojant Transatlantinės egzoplanetų apžvalgą (TrES) - mažų, santykinai nebrangių teleskopų, skirtų ieškoti specialiai planetoms, besisukančioms aplink ryškias žvaigždes, tinklą. Mokslininkų komanda, kuriai vadovavo Davidas Charbonneau (CfA / Caltech), Timothy Brownas iš Nacionalinio atmosferos tyrimų centro (NCAR) ir Edwardas Dunhamas iš Lowello observatorijos, sukūrė „TrES“ tinklą. Pradinę „TRES“ tinklo paramą gavo NASA reaktyvinio varymo laboratorija ir Kalifornijos technologijos institutas.
„Prireikė kelių daktaro laipsnių. mokslininkai, dirbantys visą darbo dieną, kad sukurtų šios paieškos programos duomenų analizės metodus, tačiau pačioje įrangoje naudojami paprasti, standartiniai komponentai “, - sako Charbonneau.
Nors pradiniai atradimai buvo maži TrES tinklo teleskopai, reikėjo atlikti tolesnius stebėjimus kituose objektuose. Stebėjimai W.M. Kecko observatorija, kuri Kalifornijos universitetui, Caltech ir NASA valdo du didžiausius pasaulyje teleskopus Havajuose, buvo ypač svarbi patvirtinant planetos egzistavimą.
Planetos šešėliai
Naujai susikūrusi planeta yra Jupiterio dydžio dujų milžinas, skriejantis aplink žvaigždę, esančią maždaug 500 šviesmečių atstumu nuo Žemės Lyros žvaigždyne. Šis pasaulis apskrieja savo žvaigždę kas 3,03 dienas tik 4 milijonų mylių atstumu, daug arčiau ir greičiau nei mūsų Saulės sistemoje gyvsidabris.
Astronomai naudojo novatorišką techniką, norėdami atrasti šį naują pasaulį. Jis buvo rastas naudojant „tranzito metodą“, kuris žvelgia į žvaigždės ryškumą, kai planeta kerta tiesiai prieš žvaigždę ir meta šešėlį. Jupiterio dydžio planeta blokuoja tik apie 1/100 saulės spinduliuotės šviesos, bet to pakanka, kad ją būtų galima aptikti.
Norint, kad tranzito paieškos būtų sėkmingos, reikia ištirti daugybę žvaigždžių, nes tranzitą mes matome tik tada, kai planetų sistema yra beveik šalia mūsų žvilgsnio linijos. Šiuo metu vykdoma daugybė įvairių tranzito paieškų. Dauguma tiria ribotas dangaus sritis ir sutelkia dėmesį į šviesesnes žvaigždes, nes jos yra dažnesnės, taigi padidėja tikimybė rasti tranzito sistemą. Tačiau „TrES“ tinklas sutelkia dėmesį į ryškesnių žvaigždžių paiešką didesniuose dangaus plotuose, nes planetas, skriejančias aplink ryškias žvaigždes, lengviau tyrinėti.
„Viskas, ką turime dirbti, yra iš žvaigždės sklindanti šviesa“, - sako Brownas. „Daug silpniau yra nieko išmokti, kai žvaigždės yra silpnos“.
„Beveik paradoksalu, kad maži teleskopai yra efektyvesni nei patys didžiausi, jei naudojate tranzito metodą, nes mes gyvename tokiu metu, kai astronomai jau planuoja 100 metrų skersmens teleskopus“, - sako pagrindinis autorius Roi Alonso iš Astrofizikos instituto. Kanarus (IAC), kurie atrado naują planetą.
Dauguma žinomų ekstrasoliarių planetų buvo rastos naudojant „Doplerio metodą“, kuris spektroskopiškai nustato planetos gravitacinį poveikį žvaigždei, suskaidydamas žvaigždės šviesą į jos spalvas. Tačiau informacijos, kurią galima surinkti apie planetą naudojant Doplerio metodą, yra nedaug. Pavyzdžiui, galima nustatyti tik apatinę masės ribą, nes nežinomas kampas, kuriuo žiūrime sistemą. Didelės masės rudasis nykštukas, kurio orbita yra labai linkusi į mūsų regėjimo liniją, skleidžia tą patį signalą kaip ir mažos masės planeta, esanti beveik ant krašto.
Kai astronomai randa tranzitinę planetą, mes žinome, kad jos orbita iš esmės yra ant krašto, todėl galime apskaičiuoti tikslią jos masę. Iš to, kiek šviesos jis blokuoja, sužinosime jo fizinį dydį. Vienu atveju mes net sugebėjome aptikti ir ištirti milžiniškos planetos atmosferą “, - sako Charbonneau.
Rūšiuoti įtariamuosius
TrES tyrimas ištyrė maždaug 12 000 žvaigždžių 36 dangaus kvadratiniuose laipsniuose (plotas, kuris yra perpus mažesnis nei Didžiojo dyglio dubenėlio dydis). Roi Alonso, „Brown’s“ abiturientas, nustatė 16 galimų kandidatų į planetos tranzitą. „TrES apklausa suteikė mums pradinį įtariamųjų sąrašą. Tuomet mes turėjome atlikti daug tolesnių stebėjimų, kad pašalintume apgavikus “, - sako bendraautorius Alessandro Sozzetti (Pitsburgo universitetas / CfA).
Sudarę kandidatų sąrašą balandžio pabaigoje, tyrėjai panaudojo teleskopus CfA „Whipple“ observatorijoje Arizonoje ir „Oak Ridge“ observatorijoje Masačusetse, kad gautų papildomus fotometrinius (ryškumo) stebėjimus, taip pat spektroskopinius stebėjimus, kurie pašalino užtemstančias dvejetaines žvaigždes.
Per du mėnesius komanda prilygo daugiausiai žadančiam kandidatui. Didelės skiriamosios gebos spektroskopiniai Torreso ir Sozzetti stebėjimai, kuriuos NASA suteikė per 10 metrų skersmens Keck I teleskopą Havajuose, pasinaudojo laiku.
„Be šio tolesnio darbo fotometriniai tyrimai negali pasakyti, kurie iš jų kandidatų iš tikrųjų yra planetos. Pudingo įrodymas yra pagrindinės žvaigždės orbita ir mes tai gavome naudodamiesi Doplerio metodu. Štai kodėl šios žvaigždės Kecko stebėjimai buvo tokie svarbūs įrodant, kad radome tikrą planetų sistemą “, - sako bendraautorius Davidas Lathamas (CfA).
Nepaprastai normalu
Planetos, vadinamos TrES-1, masė ir dydis (skersmuo) yra panašūs į Jupiterį. Greičiausiai tai yra dujų milžinas, sudarytas daugiausia iš vandenilio ir helio, labiausiai paplitusių Visatos elementų. Tačiau skirtingai nuo Jupiterio, jis skrieja aplink savo žvaigždę ir suteikia jai maždaug 1500 laipsnių F temperatūrą.
Astronomai ypač domisi TrES-1, nes jo struktūra taip gerai sutinka su teorija, priešingai nei pirmoji aptikta tranzitinė planeta HD 209458b. Pastarajame pasaulyje yra maždaug tokia pati masė kaip ir TrES-1, tačiau jis yra maždaug 30% didesnis. Netgi artumas prie žvaigždės ir ją lydintis karštis nepaaiškina tokio didelio dydžio.
„Suradę„ TrES-1 “ir pamatę, kaip tai normalu, verčiame įtarti, kad HD 209458b yra„ keisto kamuoliuko “planeta“, - sako Charbonneau.
„TrES-1“ skrieja aplink savo žvaigždę kas 72 valandas ir patenka į panašių planetų, vadinamų „karštaisiais Jupiteriais“, grupę. Tokie pasauliai greičiausiai susiformavo daug toliau nuo savo žvaigždžių, o paskui migravo į vidų, nušluodami kitas proceso metu esančias planetas. Daugybė planetų sistemų, kuriose yra karštų Jupiterių, rodo, kad mūsų Saulės sistema gali būti neįprasta dėl gana tylios istorijos.
Tiek dėl artimos TrES-1 orbitos, tiek dėl jo migracijos istorijos vargu ar turėsite mėnulių ar žiedų. Nepaisant to, astronomai toliau atidžiai išnagrinės šią sistemą, nes tikslūs fotometriniai stebėjimai gali aptikti mėnulius ar žiedus, jei jie yra. Be to, išsamūs spektroskopiniai stebėjimai gali suteikti informacijos apie planetos atmosferos buvimą ir sudėtį.
Straipsnį, kuriame aprašomi šie rezultatai, autoriai: Roi Alonso (IAC); Timothy M. Brownas (NCAR); Guillermo Torresas ir Davidas W. Lathamas (CfA); Alessandro Sozzetti (Pitsburgo universitetas / CfA); Georgi Mandushev (Lowell), Juan A. Belmonte (IAC); Davidas Charbonneau („CfA“ / „Caltech“); Hansas J. Deegas (IAC); Edwardas W. Dunhamas (Lowell); Pranciškus T. O’Donovanas („Caltech“); ir Robertas Stefanikas (CfA).
Šį bendrą pranešimą tuo pačiu metu skelbia CfA, IAC, NCAR, Pitsburgo universitetas ir Lowell observatorija.
W.M. „Keck“ observatoriją valdo Kalifornijos astronomijos tyrimų asociacija, Kalifornijos technologijos instituto, Kalifornijos universiteto ir Nacionalinės aeronautikos ir kosmoso administracijos mokslinė partnerystė.
Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centras (CfA), kurio būstinė yra Kembridže, Masačusetsas, yra bendras Smitsono astrofizikos observatorijos ir Harvardo koledžo observatorijos bendradarbiavimas. CfA mokslininkai, suskirstyti į šešis tyrimų skyrius, tiria Visatos kilmę, evoliuciją ir galutinį likimą.
Originalus šaltinis: „Harvard CfA“ spaudai
