Taiteilijaesitys M-kääpiön Gliese 876. ympäröivästä kallioisesta planeetasta. Kuvan luotto: NSF. Klikkaa suurentaaksesi.
Ottamalla suuren askeleen eteenpäin etsimässä maapallon kaltaisia planeettoja oman aurinkokuntamme ulkopuolelle, tähtitieteilijöiden ryhmä on ilmoittanut löytävänsä pienimmän vielä havaitun ekstrasolaarisen planeetan. Noin seitsemän ja puoli kertaa niin massiivinen kuin Maa, ja sen säde on noin kaksinkertainen, se voi olla ensimmäinen kivinen planeetta, joka on koskaan löytänyt kiertävän normaalia tähteä, joka ei paljon eroa aurinkoomme.
Kaikki lähes 150 muuta ekstrasolaarista planeettaa, jotka on tähän mennessä löydetty normaalien tähtien ympäriltä, ovat olleet suurempia kuin Uranus, jään jättiläinen, joka on noin 15-kertainen maan massaan nähden.
"Työskentelemme jatkuvasti havaitsemiemme rajoja ja olemme tulossa lähemmäksi ja lähemmäksi maapallon löytämistä", sanoi ryhmän jäsen Steven Vogt, tähtitieteen ja astrofysiikan professori Kalifornian yliopistossa, Santa Cruzissa.
? Tämän päivän tulokset ovat tärkeä askel kohti vastausta syvimpiin kysymyksiin, joita ihmiskunta voi kysyä: Olemmeko yksin maailmankaikkeudessa? sanoi tutkimuksen osittaista rahoitusta tarjoavan kansallisen tiedesäätiön matemaattisten ja fysikaalisten tieteiden osaston johtaja Michael Turner.
Äskettäin löydetty? Super-maa? kiertää tähtiä Gliese 876, joka sijaitsee vain 15 valovuoden päässä Vesimäristön tähdistön suuntaan. Tällä tähdellä on myös kaksi isompaa, Jupiterin kokoista planeettaa. Uusi planeetta ruoskii tähden ympärillä vain kahdessa päivässä ja on niin lähellä tähden pintaa, että sen lämpötila on todennäköisesti korkeimmillaan 400–750 astetta Fahrenheit (200–400 astetta)? Uunimaiset lämpötilat ovat liian kuumia elämälle kuin me tietävät sen.
Siitä huolimatta, kyky havaita planeetan tähtien aiheuttama pieni huojunta antaa tähtitieteilijöille varmuuden siitä, että he pystyvät havaitsemaan jopa pienempiä kallioisia planeettoja elämän vieraanvaraisimmilla kiertoradalla.
"Tämä on pienin vielä havaittu ekstrasolaarinen planeetta ja ensimmäinen uuden kalliiden maanpäällisten planeettojen luokasta", sanoi ryhmän jäsen Paul Butler Washingtonin Carnegie-instituutista. "Se on kuin Maan suurempi serkku."
Ryhmä mittaa planeetan vähimmäismassaksi 5,9 maan massaa, joka kiertää Gliese 876: ta jaksolla 1,94 päivää 0,021 astronomisen yksikön (AU) tai 2 miljoonan mailin etäisyydellä.
Vaikka joukkueella ei ole suoraa näyttöä siitä, että planeetta on kivinen, sen pieni massa estää sitä pitämästä kaasua Jupiterin tavoin. Kolme muuta väitetystä kallioisesta planeetasta on ilmoitettu, mutta ne kiertävät pulsaaria, räjähtäneen tähden vilkkuvaa ruumista.
"Tämä planeetta vastaa muinaiseen kysymykseen", sanoi ryhmänjohtaja Geoffrey Marcy, tähtitieteen professori Kalifornian yliopistossa, Berkeley. Kreikkalaiset filosofit Aristoteles ja Epicurus kiistivät yli 2000 vuotta sitten siitä, oliko muita maapallon kaltaisia planeettoja. Nyt meillä on ensimmäistä kertaa todisteita kallioisesta planeetasta normaalin tähden ympärillä. ”
Marcy, Butler, teoreettinen tähtitieteilijä Jack Lissauer NASA / Ames-tutkimuskeskuksesta ja jatkotutkija Eugenio J. Rivera Kalifornian yliopiston observatorioista / Lickin observatoriosta UC: n Santa Cruzissa esittelivät havaintonsa tänään (maanantaina 13. kesäkuuta) lehdistössä. konferenssi NSF: ssä Arlingtonissa, Va.
Niiden tutkimusta, joka tehtiin Keckin observatoriossa Havaijilla, tukivat NSF, kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto, Kalifornian yliopisto ja Washingtonin Carnegie-instituutti.
Tuloksia yksityiskohtainen asiakirja on lähetetty The Astrophysical Journal -lehteen. Paperin kirjoittajat ovat Steven Vogt ja Gregory Laughlin Lickin observatoriosta Kalifornian yliopistossa, Santa Cruz; Debra Fischer San Franciscon osavaltion yliopistosta; ja Timothy M. Brown NSF: n kansallisesta ilmakehätutkimuskeskuksesta Boulderissa, Coloradossa.
Gliese 876 (tai GJ 876) on pieni, punainen tähti, jota kutsutaan M kääpiöksi? yleisin tähtityyppi galaksissa. Se sijaitsee Vesimiehen tähdistössä, ja noin kolmannes auringon massasta on pienin tähti, jonka ympärille planeettoja on löydetty. Butler ja Marcy havaitsivat ensimmäisen planeetan siellä vuonna 1998; se osoittautui kaasu jättiläiseksi noin kaksi kertaa enemmän kuin Jupiterin massa. Sitten, vuonna 2001, he ilmoittivat toisesta planeetasta, toisesta kaasujätteestä, joka oli noin puolet Jupiterin massasta. Nämä kaksi ovat resonoivilla kiertoradalla, ulkoaplaneetalla kestää 60 päivää tähden kiertämisessä, kaksinkertaisesti sisäisen jättiläisen planeetan ajanjakson ajan.
Lissauer ja Rivera ovat analysoineet Keck-tietoja Gliese 876 -järjestelmässä mallitellakseen kahden tunnetun planeetan epätavallisia liikkeitä. Kolme vuotta sitten he saivat tietää, että siellä saattaa olla tähtiä kiertävä pienempi kolmas planeetta. Itse asiassa, jos he eivät olisi ottaneet huomioon kahden tunnetun planeetan välistä resonanssista vuorovaikutusta, he eivät olisi koskaan nähneet kolmannet planeettaa.
"Meillä oli malli kahdelle planeetalle, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, mutta kun tarkastelimme eroa kahden planeetan mallin ja todellisten tietojen välillä, löysimme allekirjoituksen, joka voidaan tulkita kolmanneksi planeettaan", Lissauer kertoi.
Kolmen planeetan malli antoi jatkuvasti paremman sopivuuden tietoihin, lisäsi Rivera. "Mutta koska tämän kolmannen planeetan signaali ei ollut kovin voimakas, olimme erittäin varovaisia ilmoittaessamme uutta planeettaa, kunnes meillä oli enemmän tietoja", hän sanoi.
Viimeaikaiset parannukset Keck-teleskoopin korkearesoluutioiseen spektrometriin (HIRES) tarjosivat tärkeätä uutta tietoa. HIRESin suunnitellut ja rakentanut Vogt työskenteli UC: n Santa Cruzin UC-observatorioiden / Lick-observatorion laboratorioiden teknisen henkilöstön kanssa päivittääksesi spektrometrin CCD-tunnistimia (lataus kytketty laite) viime elokuussa.
"Päivityksen korkeamman tarkkuuden tiedot antavat meille luottamuksen tähän tulokseen", Butler sanoi.
Joukkueella on nyt vakuuttavia tietoja planeetasta, joka kiertää hyvin lähellä tähtiä, noin 10 tähden säteellä. Se on vähemmän kuin kymmenesosa Mercuryn kiertoradasta aurinkokunnassamme.
"Kahden päivän kiertoradalla lämpötila on noin 200 celsiusastetta liian kuuma nestemäiselle vedelle", Butler sanoi. ”Se johtaa meidät johtopäätökseen, että tämän asian todennäköisin koostumus on kuin tämän aurinkokunnan sisäplaneetit? nikkeliraudan kallio, kivinen planeetta, maanpäällinen planeetta. ”
"Maapallon massa voi helposti tarttua ilmakehään", totesi Laughlin, UC: n Santa Cruzin tähtitieteen apulaisprofessori. ”Sitä pidettäisiin silti kivisenä planeetana, luultavasti rautaytimellä ja piin vaipan kanssa. Sillä voi olla jopa tiheä höyryinen vesikerros. Mielestäni se, mitä täällä näemme, on välitavoitteena todellisen maanpäällisen planeetan, kuten Maan, ja jäätikköjen Uranuksen ja Neptunuksen kuuman version välillä. "
Yhdistettynä parannettuihin tietokoneohjelmistoihin, tämän ryhmän Keckin HIRES-spektrometrille suunnitellut uudet CCD-ilmaisimet (lataus kytketty laite) voivat nyt mitata tähden Doppler-nopeuden metriin sekunnissa? ihmisen kävelynopeus? aiemman kolmen metrin tarkkuuden sijasta. Tämä parantunut herkkyys antaa maapallon metsästysjoukolle mahdollisuuden havaita maapallon kaltaisen planeetan painovoimavaikutus M kääpiötähteiden, kuten Gliese 876, asuttavalla alueella.
"Me ajamme täysin uutta järjestelmää Keckissä saavuttaaksesi yhden metrin sekunnissa tarkkuuden, kolminkertaistaaksemme vanhan tarkkuutemme, jonka pitäisi antaa meille myös mahdollisuuden nähdä maapallon planeettoja aurinkoa muistuttavien tähtien ympärillä lähivuosina", Butler sanoi.
"UC: n Santa Cruzin ja Lickin observatorion tiimimme on tehnyt valtavan määrän optista, teknistä ja detektorityötä tehdäksemme Keckin teleskoopista kivisen planeetan metsästäjän, maailman parhaan", Marcy lisäsi.
Lissauer on innoissaan myös toisesta lehdestä lähetetyssä lehdissä ilmoitetusta feat. Ensimmäistä kertaa hän, Rivera ja Laughlin ovat määrittäneet tähtijärjestelmän kiertoradan näkökulman kallistuman yksinomaan havaitun Doppler-tähtihierteen perusteella. Käyttämällä dynaamisia malleja siitä, kuinka kahden Jupiter-koon planeetta ovat vuorovaikutuksessa, he pystyivät laskemaan kahden jättiläisen planeetan massat niiden soikeiden kiertoratojen havaittujen muotojen ja precessionopeuksien perusteella. Precessio on planeetan elliptisen kiertoradan pitkän akselin hidas kääntyminen.
He osoittivat, että kiertorata on kallistettu 40 astetta näkölinjaamme nähden. Tämän avulla joukkue pystyi arvioimaan kolmannen planeetan todennäköisimmän massan seitsemäksi ja puoli maan massaa.
"Tässä tutkimuksessa on mukana dynaamisempi mallintaminen kuin missään aikaisemmassa tutkimuksessa, paljon enemmän", Lissauer sanoi.
Ryhmä suunnittelee jatkavansa tähti Gliese 876: n tarkkailua, mutta etsii innokkaasti muita maanpäällisiä planeettoja 150 tai useamman M kääpiö planeetan joukosta, joita he seuraavat säännöllisesti Keckin kanssa.
"Toistaiseksi emme löydä melkein mitään Jupiter-massa planeettoja niiden M kääpiötähteiden joukosta, joita olemme havainneet, mikä viittaa siihen, että sen sijaan siellä tulee olemaan suuri väestö pienemmistä massa planeetoista", Butler totesi.
Alkuperäinen lähde: Carnegie-instituutin lehdistötiedote
