Kunstnerillustration af en planet, der kredser rundt om en meget ung, aktiv stjerne. Billedkredit: UFL. Klik for at forstørre.
Astronomer har opdaget en planet, der kredser om en meget ung stjerne næsten 100 lysår væk ved hjælp af et relativt lille, offentligt tilgængeligt teleskop, der er turboladet med et nyt instrument til at finde planet.
Bragden antyder, at astronomer har fundet en måde at dramatisk fremskynde tempoet for jagt på planeter uden for vores solsystem.
”I de sidste to årtier har astronomer søgt omkring 3.000 stjerner efter nye planeter,” sagde Jian Ge, professor i astronomi ved University of Florida. ”Vores succes med dette nye instrument viser, at vi snart vil være i stand til at søge stjerner meget hurtigere og billigt? måske så mange som et par hundrede tusinde stjerner i de næste to årtier. ”
Ge og kolleger ved University of Florida, Tennessee State University, Institute of Astrophysics på Spaniens Kanariske Øer, Pennsylvania State University og University of Texas præsenterede deres resultater i dag på American Astronomical Society's årlige møde i Washington, D.C.
Deres arbejde er delvis vigtigt på grund af hvad astronomerne fandt? en planet, mindst halvt så massiv som Jupiter, der kredser om en stjerne, der er lige 600 millioner år gammel. Det er meget ungt sammenlignet med for eksempel solens 5 milliarder år.
”Dette er en af de yngste stjerner nogensinde identificeret med en planetarisk ledsager,” sagde Ge. Måske mere betydningsfuldt, det instrument, der bruges til at finde planeten, peger vejen mod en meget mere tilgængelig metode til at finde andre? inklusive dem, der er i stand til at støtte livet.
Planeter uden for vores solsystem er typisk oversvømmet af lyset fra deres stjerner, hvilket gør det vanskeligt at observere dem visuelt. I 1990'erne begyndte astronomer at bruge en målingsteknik kaldet Doppler radial hastighed til at detektere planeter ved at observere svingningen i en stjerne, der er induceret på gravitationsområdet af en kredsende planet.
Denne teknik, der har afsløret det store flertal af de 160 hittil ekstrasolære planeter, fungerer ved at jage gennem spektret af stjernelys efter de subtile Doppler-forskydninger, der forekommer, når stjernen og planeten bevæger sig mod og væk fra deres fælles massecentrum . Instrumentet i hjertet af denne teknik er normalt en spektrograf, men dette instrument er problematisk.
”Et stort problem med spektrografer er, at de kun samler en lille procentdel fotoner fra mållyskilden, hvilket betyder, at de kun er nyttige til at søge efter fjerne planeter, når de monteres på relativt store teleskoper,” sagde Ge.
Astronomernes nye instrument, Exoplanet Tracker eller ET, eliminerer dette problem ved at udveksle spektrografen med et interferometer, en enhed, der kan udføre mere præcise radiale hastighedsmålinger. Tester viser, at interferometeret kan fange op til 20 procent af de tilgængelige fotoner, hvilket gør instrumentet langt mere kraftfuldt, hvilket åbner det for brug af fjern planetjagt til mindre teleskoper.
Til en udviklingsomkostning på omkring $ 200.000 er den interferometer-udstyrede ET også langt billigere end sammenlignelige spektrografer, der koster mere end $ 1 million. Og på cirka 4 fod lang, 2 fod bred og vejer ca. 150 pund er den lettere og mindre. Instrumentet er baseret på et koncept, der først blev foreslået i 1997 af Lawrence Livermore National Lab-fysiker David Erskine.
Astronomerne brugte Exoplanet Tracker på den specielle 0,9 meter Coud? fodersystem i National Science Foundation's 2,1 meter teleskop ved Kitt Peak National Observatory nær Tucson, Ariz.
Ligesom instrumenter med radial hastighed udstyret med spektrografer kan ET-instrumentet i sin nuværende form kun søge efter et objekt ad gangen. Men Ge's hold har demonstreret, at det kan jage efter planeter omkring flere stjerner samtidigt? et nøgleelement i dets øgede værktøj. Holdet arbejder på en version, der er i stand til at kortlægge så mange som 100 stjerner på samme tid.
Exoplanet Tracker bruges næste forår til en prøveplanetundersøgelse på Sloan Digital Sky Survey 2,5 meter bredfeltteleskop ved Apache Point-observatoriet i New Mexico. Det nye instrument finansieres med et tilskud på $ 875.000 fra W.M. Keck Foundation. En langt mere ambitiøs langvarig undersøgelse er i planlægningsfasen.
Kitt Peak Coud? foder teleskop, som Ge og kolleger brugte til at opdage den nye planet, har et 0,9 meter spejl på et højt tårn, et spejl, der leder indgående stjernelys ind i et observationsrum i bunden af det 2,1 meter teleskop. Standard spektrograf i anlægget fylder rummet? mens ET besætter et lille hjørne.
Den nye planet er den fjerneste nogensinde fundet ved hjælp af Doppler-teknikken med et teleskopspejl, der er mindre end 1 meter stort. Der er hundreder af sådanne teleskoper over hele verden sammenlignet med blot en håndfuld af de større 2- og 3-meter teleskoper, der oftest bruges til at finde planeten? teleskoper, der har tendens til at være i ekstremt høj efterspørgsel og vanskelige at få adgang til.
"Disse mindre teleskoper er relativt billige og relativt tilgængelige," sagde Ge, "så du kan ofte få adgang til mange snesevis af nætter på dem, hvis du har et lovende forslag."
Kitt Peak National Observatory er en del af National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz., Der drives af Association of Universities for Research in Astronomy Inc. under en samarbejdsaftale med National Science Foundation.
”Dette er første gang, at en planet bliver opdaget ved hjælp af et offentligt finansieret teleskop ved det amerikanske nationale observatorium,” sagde Buell Jannuzi, fungerende direktør for Kitt Peak National Observatory. ”Vi er meget glade for, at det bredere samfund af astronomer rundt om i verden vil være i stand til at foreslå at bruge det eneste objekt Exoplanet Tracker-instrument på Kitt Peak til at gennemføre deres egne forskningsprogrammer, der starter i efteråret 2006.”
Når det er sagt, er det aldrig let at opdage nye planeter.
I det seneste fund fundede astronomer meget for at sikre, at de faktisk ”så” en planet. Det skyldes, at stjernen, der har omkring 80 procent af massen af vores sol, bevarer meget af sin ungdommelige rotationshastighed, hvilket gør den i stand til at generere stærke magnetfelter og tilhørende mørke stjerneplader. Disse ligner de magnetisk frembragte solflekker i vores egen sol, og de kan efterligne tilstedeværelsen af en planet i kredsløb omkring stjernen.
For at kontrollere denne mulighed observerede Greg Henry, en astronom i Tennessee State, stjernen med et automatiseret teleskop i Arizona og fandt, at stjernen ændrede lysstyrken, når den roterer.
”Mine observationer afslører en rotationsperiode på cirka 12 dage for stjernen,” sagde Henry. "Således, hvis den planetariske orbitalperiode faktisk er mindre end fem dage, kan de mørke pletter, der roterer rundt på overfladen af stjernen hver 12. dag, ikke forårsage en falske udseende af en planet."
Beliggende i retning af stjernebilledet Jomfruen, afslutter den nyopdagede planet sin bane på mindre end fem dage, hvilket betyder, at den kredser meget tæt på sin moderstjerne og er meget varm. Det betyder, at det er for tæt på stjernen til at ligge i den ”beboelige zone”, hvor livet er muligt.
Original kilde: UFL News Release
