Taiteilijan kuvaus 51 Pegasi b: stä, ensimmäinen eksoplaneetta, joka löysi kiertävän auringonmukaista tähteä.
(Kuva: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter on astrofysiikka Ohion osavaltion yliopisto, isäntä Kysy avaruusasemalta ja Avaruusradio, ja kirjoittajaPaikkasi maailmankaikkeudessa."Sutter kirjoitti tämän artikkelin Space.com: n asiantuntijaäänet: Op-Ed & Insights.
viimeisin fysiikan Nobel-palkinto jaettiin Jim Peeblesin, ylimääräisen kosmologin, ja sveitsiläisten tähtitieteilijöiden, Michel Mayorin ja Didier Quelozin, välillä.
Kaupunginjohtaja ja Queloz löysivät ensimmäisen eksoplaneetta kiertämässä aurinkoista tähteä, joka oli merkittävä löytö kahdesta syystä: se osoitti lopullisesti, että aurinko ei ole ainoa tähti, joka isännöi planeettaperhettä (jotain, jonka olimme jo kauan tajunnut, mutta emme koskaan osoittaneet), ja myös että maailmankaikkeus on todella , todella outoa.
Käynnistys alkaa
Huolellinen lukija huomauttaa yllä olevassa kappaleessa, että olin sanamuodostani erittäin selkeä: pormestari ja Queloz löysivät ensimmäisen eksoplaneetan, joka kiertää sunlike tähti, ei ensimmäinen eksoplaneetta itse. Tämä luotto menee Aleksander Wolazczanille ja Dale Frailille vuonna 1992. Ja tosiasiassa he saivat kahden parin kaupan, löytäen kaksi planeettaa, jotka kiertävät samaa tähteä.
Mutta tuo tähti oli täysin erilainen kuin aurinko. Se oli pulsar, nopeasti pyörivä, tiheä jäljellä oleva ydin kerran jättiläisestä tähdestä. Tuo pulsaari roiskeli säännöllisesti säteilypalkkia maan päälle, kuten kaukaisen majakan välähtää - tästä nimestä pulsar. Kun eksoplaneetat kiertävät tuon kuolleen ytimen ympärillä, he hierovat kevyesti pulsaria, jolloin se heilahtelee, mikä aiheuttaisi hienoisia muutoksia pulsarin roiskeiden taajuuksissa täällä maan päällä.
Vaikka tämä oli merkittävä tähtitieteen löytö, se ei ollut tarkalleen mitä etsimme. Halusimme tietää - ja haluamme silti tietää - onko siellä toinen maa. Ja vaikka käsitys planeetoista, jotka selviävät supernoovan räjähdyksestä ja kiertää edelleen ytimen ydintä, on mehukas ongelma, se ei auta meitä suoraan metsästyksessämme. Lisäksi pulsarissa käytetty tekniikka nojautui pulssiensa säännöllisiin taajuuksiin, temppu, jota emme voineet käyttää tavanomaisiin tähtiin.
Tekee siitä valtavirtaistamisen
Sen sijaan meidän täytyi katsoa tähdet itse heiluvia, ja vasta muutama vuosi myöhemmin tähtitieteilijät olivat kehittäneet tekniikan tämän mittauksen toimittamiseksi.
Teknologia nousi spektrometriin, laitteeseen, joka hajottaa valon kaukaisesta lähteestä moniin komponentteihin (lähinnä hyvin tieteellinen sateenkaari). Tällä spektrillä astronomit, kuten pormestari ja Queloz, löysivät tunnettujen elementtien, kuten vedyn ja hiilen, allekirjoitukset spektristä jättämillään sormenjäljistä. Sieltä he voivat tuijottaa tähtiä päivä päivältä etsien muutoksia spektriin.
Ja nuo spektrin muutokset voisivat paljastaa tähden liikkumisen läpi Doppler-muutoksen. Sama muutos, joka saa aikaan ambulanssin välyn muuttamaan sävelkorkeutta, kun se ohittaa sinut, tapahtuu valolle. Kun lähde liikkuu kohti sinua, valo siirtyy kohti korkeampia, sinisempiä taajuuksia, ja kun lähde siirtyy sinusta, se laskee alempiin, punaisempiin taajuuksiin.
Tämä ei ollut uusi tekniikka; tähtitieteilijät ovat mitanneet Doppler-tähtien siirtymää melkein kaksisataa vuotta.
Mutta vuonna 1995 pormestari ja Queloz ottivat sen askeleen pidemmälle, nostaen instrumentinsa tarkkuuden uusille tasoille pysyen etsimällä pienimpiäkin muutoksia.
Jos planeetta kiertää tähtiä, kyseisen planeetan painovoima vetää tähtiä kuin itsepäisen koiran hihnan. Tähti ei liiku paljon - tähdet yleensä suuremmat kuin heidän planeettaansa useilla suuruusluokilla - mutta ne liikkuvat silti, toivottavasti havaittavalla tavalla. Ja vuonna 1995 pari tulevat Nobel-voittajat naulasivat sen, joka vahvistaa erehtymättömän edestakaisin heiluttamisen tähden 51 Pegasi spektrissä - heijastus, jonka voi aiheuttaa vain suhteellisen pieni, näkymätön seuralainen - kiertoradalla oleva eksoplaneetta.
Tylsä on parasta
Pegasi 51: ssä ei ole mitään erityisen merkittävää, ja juuri se tekee eksoplaneetan löytämisestä siellä niin merkittävän. Se on vain normaali, jokapäiväinen myllyn tähti, joka istuu noin 50 valovuoden päässä, massa on noin 10% enemmän kuin aurinko ja ikä vain vähän korkeampi, 6 miljardia vuotta vanha.
Se on normaali tähti, joka elää normaalia tähtielämää ja vähintään yksi planeetta kiertoradalla sen ympärillä. Aivan kuten aurinko.
Kaupunginjohtajan ja Quelozin löytö aloitti eksoplanetaalien metsästyksen uuden aikakauden, mikä johtaa satoihin ja lopulta tuhansiin vahvistettuihin eksoplaneettojen havaintoihin. Ne ovat nyt niin yleisiä, että ilmoitukset harvoin jopa murtuvat uutisia, ja on vain ajan kysymys, ennen kuin löydämme maapallon kaltaisen kaksosen.
Jotkut pitävät siitä kuumasta Jupiterista
Mutta planeetta, joka kiertää 51 Pegasia, ei ole mitään sellaista, mitä näemme aurinkokuntamme, ja se oli niin yllättävää, että yksi ensimmäisistä reaktioista havainnolleen oli heittää lopputulos kokonaan roskana.
Mutta pormestarin ja Quelozin tulos oli kiistaton, ja jouduimme vastaamaan todellisuuteen, jonka 51 Pegasi esitti meille. Sen planeetta, nimeltään tuolloin 51 Pegasi b ja nyt kansainvälisen tähtitieteellisen liiton antama nimi Dimidium (vaikka jotkut tähtitieteilijät pitävät kiinni sen epävirallisesta nimestä Bellerophon), on melko tyypillinen kaasujätte, noin puolet Jupiterin massasta tai 150-kertainen maapallon massaan nähden.
Ja se kiertää vain 5 miljoonaa mailia (8 miljoonaa km) päässä vanhemmasta tähdestään.
Kontekstin kannalta se on yli seitsemän kertaa lähempänä kuin Mercury on aurinkoomme.
Kuinka massiivinen kaasujättiläinen, joka voi muodostua vain aurinkokunnan laitamilla, jossa on tarpeeksi raaka-ainetta planeetan irtotavarana niin suuriin mittasuhteisiin, selviytyi niin epämiellyttävästi lähellä emoyhtiötä? Emme silti ole aivan varmoja, mutta keksimme heille hienon nimen: kuumat Jupiterit.
Yhdellä omalla havainnollaan pormestari ja Queloz veivät pois kaksi temppua. He aloittivat uuden aikakauden tähtitieteen tutkimuksessa eksoplaneetoilla, ja he kasvattivat vuosikymmenten ajan ymmärrystä siitä, miten planeetat muodostuvat. Ei ihme, että he voittivat Nobel-palkinnon.
- Strangest Alien Planeetat kuvissa
- Äärimmäisen kuuma ja uskomattoman lähellä: Kuinka Jupiterit uhmatavat teoriaa
- 10 eksoplaneettaa, jotka voisivat ylläpitää vieraiden elämää
Voit kuunnella Ask A Spaceman-podcastiaiTunesja verkossa osoitteessa http://www.askaspaceman.com. Esitä oma kysymys Twitterissä käyttämällä #AskASpaceman tai seuraamalla Paulia @PaulMattSutter ja facebook.com/PaulMattSutter. Seuraa meitä Twitterissä @Spacedotcom tai Facebook.
