Kreditna slika: NASA
Tim astronoma izmjerio je grupu planeta koji orbitiraju pulsom precizno mjereći njihove orbite. Ono što je neobično jest da razmak između planeta gotovo točno odgovara razmaku Merkura, Venere i Zemlje, čineći ovaj bizarni sustav najsličnijim dosad otkrivenom našem Sunčevom sustavu. Pulsar, 1257 + 12, otkriven je prije 13 godina pomoću radio teleskopa Arecibo.
Po prvi put su planete u orbiti pulsara „izvagane“ mjerenjem precizno varijacija u vremenu koje im je potrebno da bi završili u orbiti, tvrdi tim astronoma s Kalifornijskog tehnološkog instituta i Državnog sveučilišta Pennsylvania.
Izvještavajući na ljetnom sastanku Američkog astronomskog društva, postdoktorski istraživač Caltech-a Maciej Konacki i profesor astronomije Penn Statea Alex Wolszczan objavili su danas da su mase dvaju od tri poznata planeta u orbiti oko 1.500 svjetlosnih godina koji se brzo vrti u svjetlu zviježđa Djevica uspješno izmjereno. Planeti su 4,3 i 3,0 puta veći od mase Zemlje, s pogreškom od 5 posto.
Dvije izmjerene planete nalaze se gotovo u istoj orbitalnoj ravnini. Ako je treći planet koplanarni s ostala dva, to je otprilike dvostruko veće od mjeseca. Ovi rezultati pružaju uvjerljive dokaze da su planete morale evoluirati iz diska materije koja okružuje pulsar, na način sličan onome koji je predviđen za planete oko sunčevih zvijezda, kažu istraživači.
Tri pulsar planeta, s njihovim orbitama raspoređenim u gotovo tačnom omjeru u razmacima između Merkura, Venere i Zemlje, sadrže planetarni sustav koji je zapanjujuće sličan unutarnjem Sunčevom sustavu. Oni su očigledno prethodnici bilo koje planete nalik Zemlji koje bi budući svemirski interferometri poput Misije u svemirskoj interferometriji ili Zemaljskog pretraživača planeta mogli otkriti oko obližnjih zvijezda poput sunca.
"Iznenađujuće je da planetarni sustav oko pulsara 1257 + 12 nalikuje našem solarnom sustavu više nego bilo koji ekstrasolarni planetarni sustav otkriven oko zvijezde poput sunca", rekao je Konacki. "To sugerira da je stvaranje planeta univerzalno više nego što se predviđalo."
Wolszczan i Frail otkrili su prve planete koji okružuju neku drugu zvijezdu, a ne oko stare stare, brzo vrteće se neutronske zvijezde, PSR B1257 + 12, tijekom velike potrage za pulsarima provedenim 1990. godine s džinovskim 305-metarskim radio-teleskopom Arecibo. Neutronske zvijezde često su promatrane kao radio pulsiri, jer se otkrivaju kao izvori visoko periodičnih, pulsirajućih rafala. Izuzetno su kompaktni i gusti ostaci eksplozija supernove koji obilježavaju smrt ogromnih, normalnih zvijezda.
Izvrsna preciznost milisekundarnih pulsara pruža jedinstvenu priliku za pretraživanje planeta, pa čak i velikih asteroida koji kruže oko pulsara. Ovaj pristup "pulsar timinga" analogan je poznatom Doplerovom efektu, koji ga optički astronomi uspješno koriste za identificiranje planeta oko obližnjih zvijezda. U osnovi, objekt u orbiti potiče refleksno gibanje prema pulsaru što rezultira ometanjem vremena dolaska impulsa. Međutim, baš kao što je Dopplerova metoda, metoda pulsarskog mjerenja osjetljiva je na zvjezdane pokrete duž vidne linije, pulsar timing može otkriti samo varijacije vremena dolaska impulsa uzrokovane pulsarskim titranjem uzduž iste linije. Posljedica ovog ograničenja je ta da se može mjeriti samo projekcija planetarnog gibanja na vidnu liniju i ne može se utvrditi stvarna veličina orbite.
Ubrzo nakon otkrića planeta oko PSR 1257 + 12, astronomi su shvatili da teža dva moraju gravitacijski interaktivno mjeriti na način koji je mjerljiv, skoro 3: 2, u njihovim orbitalnim razdobljima od 66,5 i 98,2 dana. Kako veličina i točan obrazac perturbacija proizašlih iz ovog blizurezonantnog stanja ovise o međusobnoj orijentaciji planetarnih orbita i mase planeta, u načelu se mogu izvući ove informacije iz preciznih vremenskih opažanja.
Wolszczan je pokazao izvedivost ovog pristupa 1994. godine demonstrirajući prisutnost predviđenog efekta poremećaja u vremenu planetarnog pulsara. U stvari, to je bilo prvo promatranje takvog učinka izvan Sunčevog sustava, u kojem se obično primjećuju rezonancije između planeta i planetarnih satelita. Zadnjih godina astronomi su također otkrili primjere gravitacijskih interakcija između divovskih planeta oko normalnih zvijezda.
Konacki i Wolszczan primijenili su tehniku rezonantne interakcije na mikrosekundna precizna mjerenja vremena PSR B1257 + 12 napravljena između 1990. i 2003. Godine divovskim radio teleskopom Arecibo. U radu koji će se pojaviti u Astrofizičkom časopisu Letters, oni pokazuju da je planetarni znak perturbacije koji se može detektirati u timing podacima dovoljno velik da dobije iznenađujuće točne procjene masa dviju planeta u orbiti oko pulsara.
Mjerenja koja su izvršili Konacki i Wolszczan uklanjaju mogućnost da su pulsar planeti mnogo masivniji, što bi bilo u slučaju da su njihove orbite usmjerene više "licem prema gore" s obzirom na nebo. U stvari, ovi rezultati predstavljaju prvu nedvosmislenu identifikaciju planeta veličine Zemlje stvorenih iz protoplanetarnog diska izvan Sunčevog sustava.
Wolszczan je rekao, "Ovaj nalaz i nevjerojatna sličnost izgleda pulsarskog sustava s unutarnjim Sunčevim sustavom pružaju važnu smjernicu za planiranje budućih pretraga planeta sličnih Zemlji oko obližnjih zvijezda."
Izvorni izvor: Caltech News Release
