Kuvan luotto: NASA
Joukkue tähtitieteilijöitä on punninnut pulssin kiertävät planeetat ryhmän mittaamalla tarkasti niiden kiertoradat. Erinomaista on, että planeettojen välinen etäisyys vastaa melkein täsmälleen elohopean, Venuksen ja Maan välimatkaa - mikä tekee tästä omituisesta järjestelmästä kaikkein samankaltaisen kuin tähän mennessä havaittu oma aurinkokunta. Pulsaari, 1257 + 12, löydettiin 13 vuotta sitten Arecibon radioteleskoopin avulla.
Ensimmäistä kertaa pulssari kiertävät planeetat on “punnittu” mittaamalla tarkat variaatiot ajasta, joka kuluu niiden suorittamiseen kiertoradalla, Kalifornian teknillisen instituutin ja Pennsylvanian osavaltion yliopiston tähtitieteilijöiden ryhmän mukaan.
Raportoituna American Astronomical Society -keskuksen kesäkokouksessa, Caltechin tutkijatohtori Maciej Konacki ja Pennin osavaltion tähtitieteen professori Alex Wolszczan ilmoittivat tänään, että massoja kahdesta kolmesta tiedossa olevasta planeetasta, jotka kiertävät nopeasti kehruvaa pulsaria, joka on 1500 valovuoden päässä Neitsyt-tähdistössä, on ollut onnistuneesti mitattu. Planeetta on 4,3 ja 3,0 kertaa maan massa, virheellä 5 prosenttia.
Kaksi mitattua planeettaa ovat melkein samassa kiertoradalla. Jos kolmas planeetta on tasotasolla kahden muun kanssa, se on noin kaksi kertaa enemmän kuin kuun massa. Nämä tulokset tarjoavat pakottavia todisteita siitä, että planeettojen on oltava kehittyneet pulssaria ympäröivästä ainelevystä samalla tavalla kuin mitä suunniteltiin planeetoille auringon kaltaisten tähtien ympärillä, tutkijat sanovat.
Kolme pulsar-planeettaa, joiden kiertoradat sijaitsevat melkein tarkalleen suhteessa elohopean, Venuksen ja maan väliseen etäisyyteen, käsittävät planeettajärjestelmän, joka on hämmästyttävän samanlainen ulkoisen aurinkokunnan kanssa. Ne ovat selvästi kaikkien maapallon kaltaisten planeettojen edeltäjät, jotka tulevat avaruusinterferometrit, kuten avaruusinterferometriaoperaatio tai Terrestrial Planet Finder, voivat löytää lähellä olevia auringonmuotoisia tähtiä.
"Yllättäen pulsar 1257 + 12: n ympärillä oleva planeettajärjestelmä muistuttaa omaa aurinkokuntamme enemmän kuin mikään ekstrasolaarinen planeettajärjestelmä, joka on löydetty auringon kaltaisen tähden ympäriltä", Konacki sanoi. "Tämä viittaa siihen, että planeetan muodostuminen on yleisempiä kuin odotettiin."
Wolszczan ja Frail löysivät ensimmäiset planeettoja, jotka kiertävät muuta kuin auringon tähtiä, vanhan, nopeasti pyörivän neutronitähteen, PSR B1257 + 12, ympärillä, vuonna 1990 suoritetun laajan pulsaattoriohjelman avulla jättiläisellä, 305 metrin Arecibon radioteleskoopilla. Neutronitähdet ovat usein havaittavissa radios pulsareina, koska ne paljastuvat erittäin periodisten, pulssimaisten radiosäteilyjen lähteinä. Ne ovat erittäin pienikokoisia ja tiheitä supernoova-räjähdyksistä, jotka merkitsevät massiivisten, normaalien tähtien kuolemia.
Millisekunnin pulssureiden hieno tarkkuus tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden etsiä planeettoja ja jopa suuria asteroideja, jotka kiertävät pulssaria. Tämä ”pulsariajoituksen” lähestymistapa on analoginen tunnettujen Doppler-efektien kanssa, joita optiset tähtitieteilijät ovat menestyksekkäästi käyttäneet läheisten tähtiä ympäröivien planeettojen tunnistamiseen. Pohjimmiltaan kiertävä objekti indusoi heijastusliikkeen pulssiin, mikä johtaa häiriöihin pulssien saapumisaikoista. Kuitenkin aivan kuten Doppler-menetelmä, pulsaariajastointimenetelmä on herkkä tähtien liikkeille näkölinjaa pitkin, pulsaariajoitus pystyy havaitsemaan vain saman linjan pitkin heiluttavan pulssin aiheuttamat pulssin saapumisajan vaihtelut. Tästä rajoituksesta seuraa, että voidaan mitata vain planeetan liikkeen projektio näkölinjaan eikä voida määrittää kiertoradan todellista kokoa.
Pian PSR 1257 + 12: n ympärillä olevien planeettojen löytämisen jälkeen tähtitieteilijät ymmärsivät, että kahden painavamman on oltava vuorovaikutuksessa painovoiman kanssa mitattavalla tavalla, koska niiden 66,5- ja 98,2-päivän kiertorata-ajanjaksot ovat keskenään suhteessa 3: 2. Koska tästä lähes resonanssitilasta johtuvien häiriöiden laajuus ja tarkka kuvio riippuvat planeetan kiertoratojen ja planeetan massojen keskinäisestä orientaatiosta, voidaan periaatteessa erottaa tämä tieto tarkkoista ajoitushavainnoista.
Wolszczan osoitti tämän lähestymistavan toteutettavuuden vuonna 1994 osoittamalla ennustetun häiriövaikutuksen esiintymisen planeetan pulsarin ajoituksessa. Itse asiassa se oli ensimmäinen havainto tällaisesta vaikutuksesta aurinkokunnan ulkopuolella, jossa havaitaan yleisesti planeettojen ja planeetta-satelliittien välisiä resonansseja. Viime vuosina tähtitieteilijät ovat havainneet myös esimerkkejä normaalien tähtiä ympäröivien jättiläisten planeettojen välisestä painovoimavuorovaikutuksesta.
Konacki ja Wolszczan sovelsivat resonanssi-vuorovaikutustekniikkaa PSR B1257 + 12: n mikrosekunnin tarkkuuden ajoitushavaintoihin, jotka tehtiin vuosina 1990-2003 jättiläisellä Arecibo-radioteleskoopilla. Astrophysical Journal Letters -lehdessä ilmestyvässä lehdessä ne osoittavat, että ajoitustiedoissa havaittavissa oleva planeettahäiriöiden allekirjoitus on riittävän suuri saamaan yllättävän tarkkoja arvioita pulsaaria kiertävien kahden planeetan massoista.
Konackin ja Wolszczanin suorittamat mittaukset poistavat sen mahdollisuuden, että pulsar-planeetat ovat paljon massiivisempia, mikä olisi tilannetta, jos niiden kiertoradat olisivat suunnattu enemmän “kasvot eteenpäin” taivaan suhteen. Itse asiassa nämä tulokset edustavat ensimmäistä yksiselitteistä maapallon planeettojen luomista protoplanetaarisesta levystä aurinkokunnan ulkopuolella.
Wolszczan sanoi: "Tämä havainto ja pulsaarijärjestelmän ulkoasun silmiinpistävä samankaltaisuus sisäisen aurinkokunnan kanssa tarjoavat tärkeän ohjeen tulevien maapallon kaltaisten planeettojen etsintojen suunnittelulle lähistöllä olevien tähtijen ympärillä."
Alkuperäinen lähde: Caltech-lehdistötiedote
