En kunstners skildring af 51 Pegasi b, den første eksoplanet, der kredsede om en sollignende stjerne.
(Billede: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter er en astrofysiker hos Ohio State University, vært for Spørg en Spaceman og Space Radio, og forfatter af "Dit sted i universet."Sutter bidrog med denne artikel til Space.com's ekspertstemmer: Op-Ed & Insights.
Det den seneste nobelpris i fysik blev delt mellem Jim Peebles, en ekstraordinær kosmolog og et par schweiziske astronomer, Michel Mayor og Didier Queloz.
Borgmester og Queloz fandt den første exoplanet der kredsede om en sollignende stjerne, som var en milepæl-opdagelse af to grunde: den viste udelukkende, at solen ikke er den eneste stjerne, der er vært for en familie af planeter (noget, vi længe havde regnet med, men aldrig demonstreret), og at universet virkelig er , virkelig underligt.
Pulserende starten
Den omhyggelige læser vil bemærke i ovenstående afsnit, at jeg var meget klar i min ordlyd: Borgmester og Queloz opdagede den første exoplanet, der kredsede om en sollignende stjerne, ikke den første eksoplanet selv. Denne kredit går til Aleksander Wolazczan og Dale Frail i 1992. Og faktisk fik de en to-til-en-aftale, hvor de fandt to planeter, der kredsede om den samme stjerne.
Men den stjerne var helt i modsætning til vores sol. Det var en pulsar, en hurtigt roterende, tæt resterende kerne fra en en gang gigantisk stjerne. Den pulsar ville regelmæssigt sprøjte en strålestråle over Jorden, ligesom blinket fra et fjernt fyr - deraf navnet pulsar. Da eksoplaneterne kredsede rundt om den døde kerne, ville de forsigtigt trække på pulsaren og få den til at vrikke, hvilket ville give anledning til subtile ændringer i frekvenserne af pulsarsprøjt her på Jorden.
Mens dette var et vigtigt fund for astronomi, var det ikke nøjagtigt, hvad vi søgte efter. Vi ville vide - og vil stadig vide - om der er en anden jord derude. Og selvom begrebet planeter, der overlever en supernova-detonation og stadig kredser om den resterende kerne, er et saftigt problem at pusle over, hjælper det os ikke direkte i vores jagt. Hvad mere er, den teknik, der blev brugt på pulsaren, var afhængig af de regelmæssige frekvenser af dens pulser, et trick, vi ikke kunne bruge på almindelige stjerner.
Gør det til mainstream
I stedet var vi nødt til at se stjernerne selv vugge, og det var først et par år senere, at astronomer havde perfektioneret teknologien til at levere denne måling.
Teknologien var afhængig af et spektrometer, en anordning til at bryde op lys fra en fjern kilde til dens mangfoldighed af komponenter (hovedsagelig en meget videnskabelig regnbue). Med det spektrum kunne astronomer som borgmester og Queloz finde underskrifterne af kendte elementer, som brint og kulstof, fra de fingeraftryk, de efterlader i spektret. Derfra kunne de stirre på stjernen dag efter dag på udkig efter ændringer i spektret.
Og disse ændringer i spektret kunne afsløre stjernens bevægelse gennem Doppler-skiftet. Det samme skift, der får en ambulance til at ændre tonehøjde, når den går forbi dig, sker ved lyset. Når en kilde bevæger sig mod dig, flyttes lyset mod højere, blåere frekvenser, og når en kilde bevæger sig væk fra dig, går det ned til lavere, rødere frekvenser.
Dette var ikke en ny teknik; astronomer har målt Doppler-skiftet af stjerner i næsten 200 år.
Men i 1995 tog borgmester og Queloz det et skridt videre, og hævede deres nøjagtighed af deres instrument til nye niveauer og holdt sig på udkig efter endda de mest øjeblikkelige ændringer.
Hvis en planet kredser om en stjerne, trækker tyngdekraften fra den planet på stjernen som en snor på en stædig hund. Stjernen vil ikke bevæge sig meget - stjerner opvejer normalt deres planeter med flere størrelsesordener - men de vil stadig bevæge sig, forhåbentlig på en detekterbar måde. Og i 1995 var parret fremtidige Nobel-vindere spikede det, der bekræfter den umiskendelige frem og tilbage slingr i spektret af stjernen 51 Pegasi, en slingring, der kun kunne være forårsaget af en relativt lille, usynlig ledsager - en exoplanet i kredsløb.
Kedeligt er bedst
Der er ikke noget særlig bemærkelsesværdigt ved 51 Pegasi, og det er det, der gør opdagelsen af en exoplanet der så bemærkelsesværdig. Det er bare en normal, hverdags-run-of-the-møllestjerne, der sidder omkring 50 lysår væk, med en masse omkring 10% mere end solen og en alder bare en smule højere, 6 milliarder år gammel.
Det er en normal stjerne, der lever et normalt stjerneliv med mindst en planet i kredsløb omkring den. Ligesom vores sol.
Borgmesterens og Queloz 'opdagelse indledte en ny tidsalder med eksoplanetjagt, hvilket førte til hundreder og til sidst tusinder af bekræftede eksoplanetdetektioner. De er så almindelige nu, at meddelelser sjældent endda bryder ind i nyhederne, og det er kun et spørgsmål om tid, før vi finder en jordlignende tvilling.
Nogle kan lide det varme Jupiter
Men planeten, der kredser omkring 51 Pegasi, er ikke noget, som vi ser i vores solsystem, og det var så overraskende, at en af de første reaktioner på dens opdagelse var at smide resultatet helt ud som skrammel.
Men resultatet af borgmester og Queloz var uomtvisteligt, og vi måtte konfrontere den virkelighed, som 51 Pegasi præsenterede os. Dens planet, kaldet på det tidspunkt 51 Pegasi f og nu med navnet Dimidium af Den Internationale Astronomiske Union (skønt nogle astronomer klamrer sig fast til dets uformelle navn Bellerophon), er en temmelig typisk gasgigant, omtrent halvdelen af Jupitermassen, eller 150 gange jordens masse.
Og det kredser kun 8 millioner kilometer væk fra sin moderstjerne.
For kontekst er det mere end syv gange tættere end Mercury er på vores sol.
Hvordan kom en massiv gasgigant, der kun kan dannes i udkanten af et solsystem, hvor der er nok råmateriale til at bulk en planet op til så massive proportioner, vinde så ubehageligt tæt på sin forælder? Vi er stadig ikke helt sikre, men vi kom med et cool navn på dem: hot Jupiters.
Med en dedikeret observation trak borgmester og Queloz to tricks af. De lancerede en ny æra inden for astronomiforskning i exoplaneter, og de øgede årtiers forståelse af, hvordan planeter dannes. Ikke underligt, at de vandt en Nobelpris.
- De mærkeligste fremmede planeter i billeder
- Ekstremt varmt og utroligt tæt: Hvordan hote Jupiters trodser teorien
- 10 eksoplaneter, der kunne være vært for fremmed liv
Du kan lytte til Ask A Spaceman-podcasten påiTunes, og på Internettet kl http://www.askaspaceman.com. Stil dit eget spørgsmål på Twitter ved hjælp af #AskASpaceman, eller ved at følge Paul @PaulMattSutter og facebook.com/PaulMattSutter. Følg os på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
