Kuvan luotto: ESA
Austinin Teksasin yliopiston tähtitieteilijät uskovat olevansa keksineet edullisen tavan etsiä ekstrasolaarisia planeettoja. Vaikka prosessi tuhoaa todennäköisesti sisäplanetit, ulkoiset planeetat pysyvät todennäköisesti silti kiertoradalla tähden ympärillä. Näiden valkoisten kääpiöiden tiedetään sykkivän tietyllä nopeudella, joten tähden ympärillä liikkuvan planeetan painovoiman tulisi vaikuttaa tähän pulssinopeuteen minuutin määrällä, jonka pitäisi olla havaittavissa edullisilla maapallon kaukoputkilla.
Texasin yliopiston Austinin tähtitieteilijät ovat keksineet edullisen menetelmän sen selvittämiseksi, onko muita aurinkokuntamme, kuten oma, olemassa.
Niiden yli 100 tähden joukosta, joilla tällä hetkellä tiedetään olevan planeettoja, tähtitieteilijät ovat löytäneet harvoja järjestelmiä, jotka ovat samanlaisia kuin meidän. Ei tiedetä, johtuuko tämä teknisistä rajoituksista tai jos järjestelmämme on todella harvinainen kokoonpano. McDonaldin observatorion tähtitieteilijät? Uudessa hakumenetelmässä käytetään masennuksen aikakauden kaukoputkea, joka on pariutunut nykypäivän tekniikkaan.
Tähtitieteilijät Don Winget ja Edward Nather, jatko-opiskelijat Fergal Mullally ja Anjum Mukadem ja kollegat etsivät meidän jäämämme aurinkokunnan jäämiä. Heidän menetelmänsä etsii tällaisen aurinkokunnan osia sen tähden kuoleman jälkeen hyödyntämällä muinaisten, palanut aurinkojen ominaisuutta, nimeltään ”valkoiset kääpiöt”.
Myös Texasin yliopiston tähtitieteilijät Bill Cochran ja Ted von Hippel ovat mukana yhdessä S.O. Brasilian Kepler-yliopiston liittovaltion de Rio Grande dol Sul ja Antonio Kanaan Brasilian yliopiston liittovaltion de Santa Catarina.
Tähtitieteilijät tietävät, että kun aurinkomaiset tähdet käyttävät ydinpolttoainettaan, niiden ulkokerrokset laajenevat ja tähdestä tulee ”punainen jättiläinen” tähti. Kun tämä tapahtuu aurinkoon, noin viiden miljardin vuoden aikana he odottavat sen nielevän elohopeaa ja Venusta, ehkäpä aivan saavuttamatta maata. Sitten aurinko räjähtää ulkopinnoistaan ja on olemassa muutaman tuhannen vuoden ajan kauniina, viisaana planetaarisena sumuna. Auringon jäljellä oleva ydin on sitten valkoinen kääpiö, tiheä, himmentävä tuhka, joka on koko maan kokoinen. Ja mikä tärkeintä, sitä todennäköisesti kiertää edelleen aurinkokunnan ulkopinnat.
Kun auringonkaltainen järjestelmä saavuttaa tämän tilan, Wingetin joukkue saattaa löytää sen. Niiden menetelmä perustuu yli kolmen vuosikymmenen tutkimukseen valkoisten kääpiöiden vaihtelevuudesta (ts. Kirkkauden muutoksista). 1980-luvun alkupuolella Texasin yliopiston tähtitieteilijät havaitsivat, että jotkut valkoiset kääpiöt vaihtelevat tai sykkyvät säännöllisissä purskeissa. Äskettäin Winget ja hänen kollegansa havaitsivat, että noin kolmasosa näistä sykkivistä valkoisista kääpiöistä (PWD) on luotettavampia kellonmittajia kuin atomikelloja ja useimmat millisekunnin pulsaattorit.
Nämä pulsaatiot ovat avain planeettojen havaitsemiseksi. Vakaata PWD-tähtiä kiertävät planeetat vaikuttavat sen ajankäytön havaintoihin, jotka vaikuttavat aiheuttavan ajoittain vaihtelua tähdistä tulevissa pulssikuvioissa. Se johtuu siitä, että PWD: n kiertävä planeetta vetää tähden liikkuessaan. Tähden ja maan välisen etäisyyden muutos muuttaa aikaa, joka kuluu pulsaatioiden valon saavuttamiseen Maan päälle. Koska pulssit ovat erittäin vakaita, astronomit voivat laskea impulssien havaitun ja odotetun saapumisajan välisen eron ja päätellä planeetan läsnäolon ja ominaisuudet. (Tämä menetelmä on samanlainen kuin niin kutsuttujen "pulsar-planeettojen" löytöissä käytetty ero. Ero on siinä, että pulsar-seuralaisten ei uskota muodostuvan tähtiinsa kanssa, vaan vasta sen jälkeen, kun nuo tähdet ovat räjähtäneet supernoovissa.)
"Tämä haku on herkkä valkoisille kääpiöille, jotka olivat alun perin yksi ja neljä kertaa niin massiivisia kuin aurinko, ja sen pitäisi pystyä havaitsemaan planeetat, jotka sijaitsevat kahden - 20 AU: n päässä vanhemmasta tähdestään. Tämä tarkoittaa, että aiomme koettaa joidenkin tähtien asumisalueella ”, Winget kertoi. (AU tai tähtitieteellinen yksikkö on maan ja auringon välinen etäisyys.) ”Periaatteessa Jupiterin havaitseminen Jupiterin etäisyydeltä tällä tekniikalla on helppoa. Se on ankkakeitto ”, hän sanoi.
Helppo, mutta ei nopea. Tähtien ympäri kiertävät ulkoplaneetit voivat viedä yli kymmenen vuotta yhden kiertoradan suorittamiseen. Siksi valkoisen kääpiön kiertävän planeetan lopullinen havaitseminen voi viedä vuosien havaintoja.
"Sinun on etsittävä pitkään täydelliselle kiertoradalle", Winget sanoi. ”Puoli kiertorataa tai kolmasosa kiertoradalta kertoo meille jotain siellä tapahtuvaa. Mutta Jupiterin etäisyydellä olevalle planeetalle puolikiertorata on edelleen kuusi vuotta. ” Winget lisäsi, että tätä menetelmää varten "havaitaanko Jupiter Uranuksessa? etäisyys on helpompaa, mutta vie vielä pidempään. ”
PWD-planeettahakua varten Nather ei suunnitellut erikoistunutta uutta laitetta McDonald Observatoryn 2,1 metrin Otto Struven kaukoputkeen. Hän ja Mukadam suunnittelivat ja rakensivat instrumentin, nimeltään Argos, mittaamaan kohdetähteistä tulevan valon määrän. Tarkemmin sanottuna Argos on ”CCD-fotometri”? fotonilaskuri, joka käyttää varaukseen kytkettyä laitetta kuvien tallentamiseen. Argosilla ei ole muuta optiikkaa kuin teleskoopin 2,1 metrin ensiöpeili, joka sijaitsee Struven kaukoputken painopisteessä. Argos-kopioita rakennetaan nyt muihin observatorioihin ympäri maailmaa.
Mullally jatkaa valkoisten kääpiöiden ympärillä olevien planeettojen etsintää Argosin kanssa Struven kaukoputkessa. Hänellä on 22 kohdetähtiä, joista suurin osa tunnistettiin Sloan Digital Sky Survey -selvityksen avulla. Kun joukkue löytää lupaavia planeettaehdokkaita Argosin kanssa, heidän seurantaansa käytetään 9,2 metrin Hobby-Eberly-teleskooppia (HET) McDonaldin observatoriossa.
"Jos löydämme suuria planeettoja, jotka kiertävät suurilla etäisyyksillä, se on hyvä vihje siitä, että pienempiä planeettoja voi olla lähempänä. Tällöin se, mitä teet, on pistäytyä maaliin suurimmalla kaukoputkella, johon sinulla on pääsy", Winget sanoi. . HET mahdollistaa PWD: n pulssien tarkemman ajoituksen ja pystyy siten osoittamaan pienemmät planeetat.
Tämä haku pystyy tutkimaan tähtityyppejä, joita ei voida tutkia doppler-spektroskopiamenetelmällä? menestynein planeettahakumenetelmä tähän mennessä? Winget sanoi. Auringon kaltaisten tähtien ominaispiirteiden vuoksi doppler-spektroskopiamenetelmä ei ole kovin herkkä etsimässä planeettoja, jotka ovat tähtiä, jotka ovat kaksi kertaa niin massiivisia kuin aurinko. Noin puolet Wingetin tutkimuksen tähtiä ovat valkoiset kääpiöt, jotka olivat alun perin tällaisia tähtiä. Tästä syystä McDonald'ssa tehdyllä PWD-tutkimuksella voi olla apua seuraavien kahden vuosikymmenen aikana suunniteltujen NASA-avaruusoperaatioiden, erityisesti avaruusinterferometriaoperaation, Terrestrial Planet Finderin ja Kepler-avaruusaluksen, etsinnässä ja arvioinnissa sekä strategioiden tarkkailemisessa NASA: n avaruusoperaatioille.
Tätä tutkimusta rahoittaa NASA Origins -apuraha sekä Texasin osavaltion myöntämä Advanced Research Project -apuraha. Kaksi toisen asteen koulutusopettajaa (Donna Slaughter Stony Pointin lukiosta Round Rockissa, Texas ja Chris Cotter Lanierin lukiosta Austinissa) ovat osallistuneet suoraan tutkimukseen Texas Higher Education Agencyn rahoituksella. Nyt suunnitellaan laajentavan tätä osallistumista muihin opettajiin ja luokkahuoneissaan oleviin oppilaisiin tuomalla tiede, tutkijat ja observatorio suoraan luokkahuoneeseen Internetin avulla. Cotter ja hänen kollegansa Lanier lukiossa ovat mukana Mullallyn kanssa tämän konseptin testaamisessa.
Alkuperäinen lähde: McDonald Observatory lehdistötiedote
