Taiteilijaesitys M-kääpiön Gliese 876. ympäröivästä kallioisesta planeetasta. Kuvan luotto: NSF. Klikkaa suurentaaksesi.
Maanjäristyksessä, jota kutsutaan ekstrasolaariseksi planeettojen metsästykseksi, arvokkainta kiinteistöä mainostetaan nimellä "Maan kaltainen". Maanantaina 13. kesäkuuta tutkijat kilpailivat lipunsa istuttavan punaisen tähden kiertävän palavan kivin kimpaleen kanssa.
Tämä äskettäin löydetty planeetta on noin seitsemän kertaa maapallon massa, ja siksi pienin ekstrasolaarinen planeetta, jonka havaittiin kiertävän pääjärjestystä, tai kääpiötähti (tähdet, kuten aurinko, kuten polttavat vetyä).
On olemassa jopa pienempiä planeettoja, joita tiedetään olevan aurinkokunnan ulkopuolella, mutta heillä on epäonnisuus kiertää pulsareita, niitä, jotka nopeasti pyörivät kuolleiden tähtijen kuoreita. Tällaisten planeettojen ei uskota olevan etäällä asuttavia pulsareiden lähettämän voimakkaan säteilyn takia.
Planeettojen, joiden maapallon massa on enintään kymmenen, uskotaan olevan kivisiä, kun taas massiivisempien planeettojen luultavasti ovat kaasumaisia, koska vahvemman painovoimansa ansiosta ne keräävät ja pidättävät enemmän kaasua planeettamuodostumisen aikana. Tähän mennessä on löydetty 155 ekstrasolaarista planeettaa, mutta suurimmalla osalla niistä on massoja, jotka ovat paremmin verrattavissa kaasumaiseen Jupiteriin kuin kiviseen maahan (Jupiter on 318-kertainen kuin maan massa).
Vaikka tätä uutta planeettaa mainostetaan maapallomaiseksi sen suhteellisen pienen massan takia, maalaiset eivät halua vuokrata taloa sinne milloin tahansa. Ensinnäkin, talo sulaisi. Tämän planeetan arvioidut pintalämpötilat - 200–400 celsiusastetta (400–750 astetta Fahrenheit) - johtuvat planeetan suudelmasta lähellä etäisyyttä tähdestään.
Planeetta sijaitsee vain 0,021 AU: n päässä Gliese 876 -tähdistä (1 AU on maapallon ja auringon välinen etäisyys), ja se suorittaa kiertoradan alle kahdessa maapallon päivässä. Omassa aurinkokunnassamme lähinnä aurinkoa oleva planeetta - paahtava kuuma elohopea - on lähes 20 kertaa kauempana, kiertävä noin 0,4 AU.
"Koska planeetta on kahden päivän kiertoradalla, se lämmitetään uunimaisiin lämpötiloihin, joten emme odota elämää", sanoo tiederyhmän jäsen Paul Butler Washingtonin Carnegie-instituutista.
Aurinkokunnan järjestelmässä asuttava alue - leutoalue, jolla vesi voisi esiintyä nesteenä planeetan pinnalla - on noin 0,95 - 1,37 AU tai Venuksen ja Marsin kiertoratojen välillä. Gliese 876-tähti on noin 600 kertaa vähemmän valoisa kuin aurinko, joten ehdotettu asumisalue on paljon lähempänä, suunnilleen välillä 0,06 - 0,22 AU.
Alueella 0,021 AU uusi planeetta on liian lähellä tähtiä ollakseen asutettavissa olevalla vyöhykkeellä, ja se altistuu myös suuremmille määrille korkeaa energian säteilyä, kuten ultraviolettivalo ja röntgensäteet. Vaikka punaiset kääpiöt, kuten Gliese 876, säteilevät alhaisempaa UV-tasoa kuin tähdet, kuten aurinkoomme, ne säteilevät väkivaltaisia röntgensäteilyä.
Toinen komplikaatio niin läheiseltä kiertoradalta on, että planeetta voi olla vuorovesilukittu siten, että planeetan sama puoli on aina tähtiä kohti. Ellei siellä ole oleellista ilmapiiriä lämmön jakamiseksi, planeetan toinen puoli on ylikypsytetty, kun taas toinen jää kylmäksi.
Gliese 876: n uskotaan olevan noin 11 miljardia vuotta vanha, mikä tekee siitä yli kaksi kertaa vanhemman kuin aurinko. Mutta tavallaan Gliese on teini-ikäinen auringon keski-ikäiselle aikuiselle. G-luokan tähdet, kuten aurinko, elävät noin 10 miljardia vuotta, kun taas M-luokan punaisten kääpiöiden uskotaan elävän 100 miljardia vuotta (vanhempia kuin maailmankaikkeuden ikä!).
Tiederyhmän jäsen Geoff Marcy Kalifornian yliopistosta, Berkeley, sanoo, että M-tähdet vievät kauan jäähtyäkseen ja kutistuvat pääjärjestyksensä kokoon ja valoisuuteen. Hän sanoo, että jos planeetta muutti sisäänpäin nykypäivän lähelle kiertorataa, se todennäköisesti sai tämän liikkeen muutaman ensimmäisen miljoonan vuoden aikana, ja sitten se altistettiin paljon enemmän säteilyä kuin tällä hetkellä satojen miljoonien vuosien ajan.
Gliese 876: n uskotaan olevan metallivapaa (tähtitieteilijälle mikä tahansa vetyä raskaampi alkuaine ja helium luokitellaan “metalli”). Planeettien muodostuminen voi liittyä tähden metallisuuteen, koska sekä tähti että planeetat muodostavat samasta alkuperäisestä materiaalista. Maan kaltaisen kallioisen planeetan, joka koostuu esimerkiksi silikaateista ja raudasta, odotetaan kiertävän metallirikkaan tähden.
Huolimatta siitä, että Gliese 876 on metallihuono, se on moniplaneetallinen järjestelmä. Gliese 876: n tiedetään kiertävän kahden kaasujätteisen planeetan: syrjäisin planeetta on melkein kaksinkertainen Jupiterin massaan ja kiertää noin 0,21 AU; keskiplaneetta on noin puolet Jupiterin massasta, kiertäen 0,13 AU.
"Koko planeettajärjestelmä on eräänlainen miniatyyri aurinkokuntamme", Marcy sanoo. "Tähti on pieni, kiertoradat ovat pieniä, ja lähemmässä on pienin niistä, aivan kuten arkkitehtuuri on omassa aurinkokunnassamme, pienimpien planeettojen kiertäessä jättiläisten sisäpuolella."
Aurinkokunnan järjestelmässä on paljon enemmän kyynärpäätilaa. Elohopea on kauempana auringosta kuin kaikkien näiden planeettojen etäisyydet yhteensä. Gliese 876 -järjestelmän planeetat ovat niin lähellä toisiaan, että ne ovat painovoimaisesti vuorovaikutuksessa keskenään. Tällainen gravitaatioinen sodankäynti oli se, kuinka tutkijat pystyivät havaitsemaan ensin planeetat.
Kiertoradan aikana planeetat vetävät painovoimaa tähtiinsä eri puolilta. Tutkijat mittaavat syntyneen tähtivalon muutoksen kiertävien planeettojen olemassaolon määrittämiseksi.
Saadaksesi lisätietoja Gliese 876: n pienimmästä planeetasta, tutkijoiden on käytettävä toista planeetan metsästystekniikkaa, jota kutsutaan kauttakuljetusfotometriaksi. Tällä menetelmällä tarkastellaan kuinka tähden valo näyttää heikentyvän, kun planeetta kulkee tähden edessä näkökentästämme. Kiertävän planeetan pimennys antaa tähtitieteilijöiden määrittää planeetan massan ja säteen. Numeroiden pienentäminen osoittaa planeetan tiheyden, mikä ehdottaa sitten mitä planeetta on tehty ja onko planeetta kivinen vai kaasumainen.
Kauttakuljetusfotometriaa ei kuitenkaan voida käyttää meille kertomaan Gliese 876: n kiertävistä planeetoista, koska järjestelmä on kallistettu 50 astetta näkökulmastamme. Tämä kulma tarkoittaa, että planeetat eivät estä mitään tähtivaloa, joka saavuttaa Maapallon.
Punaiset kääpiöt ovat galaksissamme yleisin tähtityyppi, ja niiden osuus kaikista tähtiä on noin 70 prosenttia. Kuitenkin 150: sta punaisesta kääpiöstä, joita he ovat tutkineet vuosien varrella, Marcy ja Butler ovat löytäneet vain planeettoja, jotka kiertävät niistä kahta. Koska suurin osa tähän mennessä löydetyistä planeetoista on kaasujätteitä, tämä voi tarkoittaa, että punaiset kääpiöt eivät ole yhtä sopivia satamaan tällaisia maailmoja.
Marcy kertoo jatkavansa Gliese 876: n tarkkailua mahdollisista neljännen tai viidennen planeetan havainnoista. "Tämä on ehdottomasti yksi suosikki tähtiämme tästä eteenpäin."
Kilpailu maaliin
Tätä löytöä kuvaava tutkimusdokumentti on toimitettu Astrophysical Journal -lehteen. Tutkijoiden mukaan he saivat suotuisan alustavan tuomarin raportin, ja he odottavat heidän paperinsa hyväksymistä ja julkaisemista muutamassa kuukaudessa. Maanantaina pidetyssä lehdistötilaisuudessa tutkijoilta kysyttiin, miksi he päättivät julkistaa havaintonsa nyt, ennen kuin paperi oli hyväksytty julkaistavaksi. Onko se tehty muiden planeetanmetsästäjien syrjäyttämiseksi, jotka saattavat olla kuumia kantapään päällä?
Marcy vastasi, että he halusivat estää löytöuutistensa vuotamisen. ”Tiesimme siitä kolme vuotta sitten, olemme seuranneet sitä hiljaa, huolellisesti, vartioineet salaisuutta kaksinkertaisen ja kolminkertaisen tarkistuksen yhteydessä. Sitten noin kuukausi sitten puhuin täällä Michael Turnerin, NSF: n (National Science Foundation) ihmisten kanssa, ja päätimme yhdessä, että tämä löytö oli niin epätavallinen, ehkä se mitä kutsutaan virstanpylväksi planeettatieteessä, että oli vaikea kuvitella pitävänsä pitämistä kansi tässä paljon kauemmin. Joten päätimme, että sen sijaan, että se vuotaa tiedotusvälineille ja häivytetään, kun yksi sanomalehti oppii siitä varhaisessa vaiheessa ja niin edelleen, että on parempi ilmoittaa tästä nopeasti. "
Sitten Marcy aloitti puolustuksen siitä, miksi hän uskoi heidän havaintonsa olevan paikkansa, ja joukkuetoverinsa tukivat häntä nopeasti. Heidän havaintonsa tarkkuutta ei kuitenkaan ollut kyseenalaistettu. Ehkä heidän varhainen ilmoituksensa yhdistettynä salassapitovelvollisuuteen etukäteen osoittaa kovasta kilpailusta, joka on merkinnyt planeetan metsästystä alusta alkaen.
Ensimmäisen ekstrasolaarisen planeettatutkimuksen ilmoittivat 5. lokakuuta 1995 Geneven observatorion Michel Mayor ja Didier Queloz, ja Marcy ja Butler vahvistivat havainnot seuraavalla viikolla. Äskettäinen esimerkki kilpailusta muiden ekstrasolaaristen planeettojen ”ensimmäisten” tarttumiseksi tapahtui viime kesänä, kun kaupunginjohtaja Nuno Santos ja kollegansa ilmoittivat 25. elokuuta 2004 löytävänsä ensimmäisen ekstrasolaarisen Neptunuksen massaplaneetta - tuolloin pienimmän ekstrasolarin. planeetta, jonka tiedetään kiertävän auringon kaltaista tähteä. Tämä ilmoitus tuli vähemmän kuin viikko ennen kuin Marcy ja Butler ilmoittivat kahdesta muusta Neptunuksen massa planeettatutkimuksesta.
Pormestari ja hänen kollegansa ovat tutkineet myös Gliese 876. Kesäkuussa 1998 pidetyssä tähtitieteellisessä konferenssissa pormestari ja Marcy ilmoittivat kumpikin itsenäisesti tämän tähden kiertävän massiivisemman kaasujättiläisen havaitsemisesta. Marcy ja Butler seurasivat ensin tätä löytöä ja ilmoittivat tähden toisesta kaasujätteestä vastaavan planeetan löytämisen vuonna 2001.
Kepler-operaatio, joka on määrä käynnistää kesäkuussa 2008, etsii kaukana tähtiä kiertäviä maanpäällisiä planeettoja. Tehtävä määrittelee, että maapallon kokoinen planeetta on välillä 0,5–2,0 maan massaa tai välillä 0,8–1,3 maapallon halkaisijaa. Maapallon välillä 2-10 planeetta, kuten maanantaina ilmoitettu planeetta, määritellään suuriksi maanpäällisiksi planeeteiksi.
Alkuperäinen lähde: NASA Astrobiology
