Prije petnaest godina, najveći teleskopi na svijetu još nisu smjestili planet na orbiti oko druge zvijezde. Danas se teleskopi ne veći od onih koji su dostupni u robnim kućama dokazuju da mogu uočiti nepoznate svjetove. Novi pronađeni planet otkriven malim teleskopom promjera 4 inča pokazuje da smo na vrhuncu novog doba otkrića planeta. Uskoro bi se mogli pronaći novi svjetovi ubrzavajućim tempom, čime će se otkrivanje prvog svijeta veličine Zemlje za korak približiti.
"Ovo otkriće pokazuje da čak i skromni teleskopi mogu dati ogroman doprinos pretragama planeta", kaže Guillermo Torres iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku (CfA), koautor studije.
Ovo će istraživanje biti objavljeno na mreži na http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 i pojavit će se u nadolazećem broju časopisa Astrophysical Journal Letters.
Ovo je prvo prvo otkriće ekstrasolarnog planeta izvedeno posvećenim istraživanjem više tisuća relativno svijetlih zvijezda u velikim nebeskim regijama. Sastavljen je pomoću Transatlantskog istraživanja egzoplaneta (TrES), mreže malih, relativno jeftinih teleskopa dizajniranih tako da izgledaju za planete koji kruže oko svijetlih zvijezda. Tim znanstvenika koji su vodili David Charbonneau (CfA / Caltech), Timothy Brown iz Nacionalnog centra za atmosferska istraživanja (NCAR) i Edward Dunham iz Opservatorija Lowell razvili su mrežu TrES. Početna podrška za TrES mrežu stigla je od NASA-inog laboratorija za mlazni pogon i Kalifornijskog tehnološkog instituta.
„Bilo je potrebno nekoliko doktora znanosti. znanstvenici koji rade puno radno vrijeme na razvoju metoda analize podataka za ovaj program pretraživanja, ali sama oprema koristi jednostavne, uobičajene komponente ", kaže Charbonneau.
Iako su mali teleskopi TrES mreže prvi put otkrili, bila su potrebna daljnja promatranja na ostalim objektima. Promatranja na W.M. Opservatorij Keck, koji za Sveučilište u Kaliforniji, Caltech i NASA, upravlja s dva najveća svjetska teleskopa na Havajima, bili su posebno presudni u potvrđivanju postojanja planete.
Planeta Sjene
Nova planeta je plinski gigant veličine Jupitera koji orbitira oko zvijezde koja se nalazi oko 500 svjetlosnih godina od Zemlje u zviježđu Lyra. Ovaj svijet kruži svojom zvijezdom svaka 3.03 dana na udaljenosti od samo 4 milijuna milja, mnogo bliže i brže od planeta Merkura u našem Sunčevom sustavu.
Astronomi su koristili inovativnu tehniku da otkriju ovaj novi svijet. Otkrio ga je "tranzitni metod", koji traži pad u sjaju zvijezde kada planet prijeđe izravno ispred zvijezde i baci sjenu. Planet veličine Jupitera blokira samo oko 1 / 100. svjetlosti zvijezde poput Sunca, ali to je dovoljno da se učini otkriti.
Da bi bile uspješne, tranzitna pretraživanja moraju ispitati mnoge zvijezde, jer tranzit vidimo samo ako se planetarni sustav nalazi gotovo na rubu naše vidne linije. Trenutno je u toku niz različitih pretraga tranzita. Većina pregledava ograničena područja neba i usredotočuju se na slabije zvijezde jer su one češće, čime se povećavaju šanse za pronalazak prolaznog sustava. Međutim, TrES mreža se koncentrira na traženje svjetlijih zvijezda u većim širinama neba, jer se planete u orbiti svijetlih zvijezda lakše istražuju.
"Sve što moramo raditi je svjetlost koja dolazi od zvijezda", kaže Brown. "Mnogo je teže naučiti bilo što kada zvijezde ostare."
"Gotovo je paradoksalno da su mali teleskopi efikasniji od najvećih ako koristite metodu tranzita, jer živimo u vremenu kada astronomi već planiraju teleskope promjera 100 metara", kaže glavni autor Roi Alonso iz Astrofizičkog instituta Kanari (IAC), koji su otkrili novi planet.
Najpoznatiji ekstrasolarni planeti pronađeni su pomoću "doplerske metode", koja detektira gravitacijski utjecaj planeta na njegovu zvijezdu spektroskopski razbijanjem svjetlosti zvijezde u njezine sastavne boje. Međutim, informacije koje se mogu prikupiti o planetu pomoću Dopplerove metode su ograničene. Na primjer, može se odrediti samo donja granica mase jer je kut pod kojim gledamo sustav nepoznat. Smeđi patuljak velike mase čija je orbita vrlo nagnuta prema našoj liniji vida daje isti signal kao i planet male mase koji je gotovo rubno.
„Kad astronomi pronađu tranzitni planet, znamo da je njegova orbita u osnovi ivica, pa možemo izračunati njegovu točnu masu. Iz količine svjetlosti koju blokira saznajemo njegovu fizičku veličinu. U jednom smo slučaju čak uspjeli otkriti i proučavati atmosferu divovskog planeta ", kaže Charbonneau.
Razvrstavanje osumnjičenih
TrES istraživanjem je istraženo oko 12 000 zvijezda na 36 kvadratnih stupnjeva neba (područje upola manje od zdjele Velikog potapanja). Roi Alonso, Braun-ova studentica, identificirala je 16 mogućih kandidata za tranzit planeta. „Istraživanje TrES pružilo nam je svoj početni raspored osumnjičenih. Zatim smo morali napraviti mnogo naknadnih opažanja da bismo uklonili impozitore ”, kaže koautor Alessandro Sozzetti (University of Pittsburgh / CfA).
Nakon sastavljanja popisa kandidata krajem travnja, istraživači su koristili teleskope u CfA-inom opservatoriju Whipple u Arizoni i Oak Ridge opservatoriju u Massachusettsu kako bi dobili dodatna fotometrijska (svjetlina) promatranja, kao i spektroskopska opažanja koja su eliminirala pomračenje binarnih zvijezda.
Za samo dva mjeseca, tim je dobio ništa protiv kandidata koji najviše obećava. Spektroskopska opažanja Torres i Sozzetti visoke rezolucije koristeći vrijeme koje je NASA pružila na teleskopu Keck I promjera 10 metara na Havajima, slučaj je utvrdila.
"Bez ovog daljnjeg rada fotometrijska ispitivanja ne mogu reći koji su od njihovih kandidata zapravo planeti. Dokaz pudinga je orbita roditeljske zvijezde, a dobili smo to pomoću Dopplerove metode. Zato su Keckova opažanja ove zvijezde bila toliko važna u dokazivanju da smo pronašli pravi planetarni sustav ", kaže koautor David Latham (CfA).
Izuzetno normalan
Planeta, zvana TrES-1, po veličini i promjeru slična je Jupiteru. Vjerojatno će to biti plinski div sastavljen uglavnom od vodika i helija, najčešćih elemenata u Svemiru. Ali za razliku od Jupitera, on orbitira vrlo blizu svojoj zvijezdi, što mu daje temperaturu od oko 1500 stupnjeva F.
Astronomi su posebno zainteresirani za TrES-1 jer se njegova struktura toliko dobro podudara s teorijom, za razliku od prvog otkrivenog tranzitnog planeta, HD 209458b. Potonji svijet sadrži približno istu masu kao i TrES-1, ali je veličine oko 30%. Čak ni blizina njegove zvijezde i popratne vrućine ne objašnjavaju tako veliku veličinu.
"Pronalaženje TrES-1 i gledanje koliko je to normalno čini nas sumnjama da je HD 209458b" neobičan "planet", kaže Charbonneau.
TrES-1 orbitira oko zvijezde svakih 72 sata, svrstavajući ga u skupinu sličnih planeta poznatih kao "vrući Jupiteri." Takvi su se svjetovi vjerojatno formirali mnogo dalje od svojih zvijezda, a zatim su migrirali prema unutra, brišući sve ostale planete u procesu. Mnogi planetarni sustavi za koje je otkriveno da sadrže vruće Jupitere ukazuju na to da je naš solarni sustav možda neobičan zbog svoje relativno mirne povijesti.
Zbog bliske orbite TrES-1 i njegove migracijske povijesti nije vjerojatno da posjeduje mjesečine ili prstenove. Ipak, astronomi će nastaviti pomno ispitivati ovaj sustav jer precizna fotometrijska opažanja mogu otkriti mjesečeve ili prstenove ako postoje. Pored toga, detaljna spektroskopska opažanja mogu dati tragove prisutnosti i sastavu atmosfere planeta.
Rad koji opisuje ove rezultate napisao je: Roi Alonso (IAC); Timothy M. Brown (NCAR); Guillermo Torres i David W. Latham (CfA); Alessandro Sozzetti (Sveučilište u Pittsburghu / 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); i Robert Stefanik (CfA).
Ovo zajedničko priopćenje istovremeno objavljuju CfA, IAC, NCAR, Sveučilište u Pittsburghu i Lowell Observatory.
W.M. Keck Observatory upravlja Kalifornijsko udruženje za istraživanje astronomije, znanstveno partnerstvo Kalifornijskog tehnološkog instituta, Sveučilište u Kaliforniji i Nacionalna uprava za zrakoplovstvo i svemir.
Sa sjedištem u Cambridgeu, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Center za astrofiziku (CfA) zajednička je suradnja između Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Znanstvenici iz CfA, organizirani u šest istraživačkih odjela, proučavaju podrijetlo, evoluciju i konačnu sudbinu svemira.
Izvorni izvor: Harvard CfA News Release
