Artist's Concept of Transiting Planet XO-1b. Klik for at forstørre
Amatørastronomer har brugt billigt udstyr til at opdage en Jupiter-størrelse planet, der kredser om en sollignende stjerne 600 lysår væk. Et automatiseret teleskop observerede titusinder af lyse stjerner, og derefter valgte teamet et par dusin lovende kandidater. Den nye planet, kaldet X0-1b, er den 10. planet, der nogensinde er opdaget ved hjælp af transitmetoden.
Et internationalt team af professionelle og amatørastronomer, der bruger simpelt udstyr udenfor hylden til at trawl himmel til planeter uden for vores solsystem, har trukket sin første "fangst."
Astronomerne opdagede en Jupiter-størrelse planet, der kredsede om en sollignende stjerne 600 lysår fra Jorden i stjernebilledet Corona Borealis. Holdet, ledet af Peter McCullough fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, Md., Inkluderer fire amatørastronomer fra Nordamerika og Europa.
Brug af beskedne teleskoper til at søge efter ekstrasolære planeter giver mulighed for et produktivt samarbejde mellem professionelle og amatørastronomer, der kunne fremskynde planets søgen.
”Denne opdagelse antyder, at en flåde af beskedne teleskoper og hjælp fra amatørastronomer kan søge efter transiterende ekstrasolære planeter mange gange hurtigere end vi er nu,” sagde McCullough. Fundet er blevet accepteret til offentliggørelse i Astrophysical Journal.
McCullough indsatte et relativt billigt teleskop lavet af kommercielt udstyr til at scanne himlen efter ekstrasolære planeter. Det kaldes XO-teleskopet og består af to 200-millimeter tele-kameralinser og ligner et kikkertpar. Teleskopet er på toppen af vulkanen Haleakala på Hawaii.
”At replikere XO-prototypeteleskopet ville koste $ 60.000,” forklarede McCullough. ”Vi har brugt meget mere end det på software, især på at designe og betjene systemet og udtrække denne planet fra dataene.”
McCulloughs team fandt planeten, døbt X0-1b, ved at bemærke svage dips i stjernens lysudbytte, da planeten passerede foran stjernen, kaldet en transit. Lyset fra stjernen, kaldet XO-1, falder med cirka 2 procent, når planeten XO-1b passerer foran den. Observationen afslørede også, at X0-1b befinder sig i en tæt fire-dages bane omkring sin overordnede stjerne.
Selvom astronomer har opdaget mere end 180 ekstrasolære planeter, er X0-1b kun den tiende planet opdaget ved hjælp af transitmetoden. Det er den anden planet, der findes ved hjælp af teleobjektiver. Den første, kaldet TrES-1, blev rapporteret i 2004. Transitmetoden giver astronomer mulighed for at bestemme en planetes masse og størrelse. Astronomer bruger disse oplysninger til at udlede planetens egenskaber, såsom dens densitet.
Holdet bekræftede planetens eksistens ved hjælp af Harlan J. Smith-teleskopet og Hobby-Eberly-teleskopet ved University of Texas's McDonald-observatorium til at måle den lille wobble, der blev induceret af planeten på sin moderstjerne. Denne såkaldte radialhastighedsmetode gjorde det muligt for teamet at beregne en præcis masse for planeten, som er lidt mindre end Jupiter (ca. 0,9 Jupiter-masser). Planeten er også meget større, end dens masse antyder. ”Af planeterne, der passerer foran deres stjerner, er XO-1b den mest ligner Jupiter, der endnu er kendt, og stjernen XO-1 er den mest, der ligner Solen,” sagde McCullough, selvom han var hurtig til at tilføje, ” men XO-1b er meget, meget tættere på sin stjerne end Jupiter er til Solen. ”
Astronomens innovative teknik til at bruge relativt billige teleskoper til at kigge efter formørkede planeter favoriserer at finde planeter, der kredser tæt på deres moderstjerner. Planeten skal også være stor nok til at producere en målbar dukkert i stjernelys.
Planeten er den første, der blev opdaget i McCulloughs tre-årige søgning efter transiterende ekstrasolære planeter. Planet Quest er garanteret af et tilskud fra NASAs Origins-program.
McCulloughs planlægningsteknologi involverer natlige svejper af himlen ved hjælp af XO-teleskopet på Hawaii for at bemærke lysstyrken for de stjerner, den støder på. Et computersoftwareprogram går gennem mange tusinder af stjerner hver anden måned på udkig efter små dip i stjernernes lys, signaturen for en mulig planetarisk transit. Computeren har nogle få hundrede muligheder. Fra disse kandidater vælger McCullough og hans team et par dusin lovende kundeemner. Han videregiver disse stjerner til de fire amatørastronomer for at studere de mulige transitter mere omhyggeligt.
Fra september 2003 til september 2005 observerede XO-teleskopet titusinder af lyse stjerner. I den tid studerede hans team af amatørastronomer et par dusin lovende kandidatstjerner identificeret af McCullough og hans team. Stjernen X0-1 blev bundet som en lovende kandidat i juni 2005. Amatørastronomerne observerede den i juni og juli 2005 og bekræftede, at en planetstørrelse objekt formørkede stjernen. McCulloughs team vendte sig derefter mod McDonald-observatoriet i Texas for at få objektets masse og verificere det som en planet. Han modtog nyheden om teleskopets observation kl. 12:06 kl. 16. februar 2006 fra Chris Johns-Krull, en ven og kollega ved Rice University.
”Det var en vidunderlig følelse, fordi holdet havde arbejdet i tre år for at finde denne ene planet,” forklarede McCullough. "Opdagelsen repræsenterer et par byte ud af næsten en terabyte med data: Det er som at prøve at destillere guld ud af havvand."
Opdagelsen har også særlig familiær betydning for astronomen. ”Min fars mentor var Harlan J. Smith, den mand, hvis ambition og hårde arbejde producerede teleskopet, som vi brugte til at erhverve de verificerende data.”
McCullough mener, at den nyligt fundne planet er en perfekt kandidat til undersøgelse af rumteleskoperne Hubble og Spitzer. Hubble kan måle nøjagtigt stjernens afstand og planetens størrelse. Spitzer kan faktisk se den infrarøde stråling fra planeten. Ved at timere planetens forsvinden bag stjernen kan Spitzer også måle ”ellipticiteten” eller ”out-of-roundness” af planetens bane. Hvis bane er elliptisk, ville den varierende tyngdekraft resultere i ekstra opvarmning af planeten, udvide dens atmosfære og måske forklare, hvorfor objektets diameter forekommer særlig stor for en krop med dens beregnede masse.
"Ved at timere planetens passager på tværs af stjernen, kan både amatør- og professionelle astronomer være heldige nok til at opdage tilstedeværelsen af en anden planet i XO-1-systemet ved hjælp af dens tyngdekrafter på XO-1b," sagde McCullough. ”Det er endda muligt, at en sådan planet kan svare til Jorden.”
Original kilde: HubbleSite nyhedsudgivelse
