Penn State's Alex Wolszczan, opdageren i 1992 af de første planeter nogensinde fundet uden for vores solsystem, har nu opdaget med Caltechs Maciej Konacki den mindste planet, der endnu er blevet opdaget, i det samme fjerne planetariske system. Nedsænket i en udvidet sky af ioniseret gas, kredser den nye planet om en hurtigt roterende neutronstjerne kaldet en pulsar. Opdagelsen, der blev annonceret under en pressekonference på et møde om planetarisk dannelse og detektion i Aspen, Colorado, den 7. februar, giver en forbløffende komplet beskrivelse af det pulsære planetariske system og bekræfter, at det er bemærkelsesværdigt som en halv størrelse version af vores eget solsystem? selvom stjernen er disse planeter kredsløb meget forskellige fra vores sol.
”På trods af de ekstreme forhold, der måtte have eksisteret på det tidspunkt, disse planeter dannede sig, har naturen formået at skabe et planetarisk system, der ligner en nedskaleret kopi af vores eget indre solsystem,” rapporterer Wolszczan. Stjernen i midten af dette system er en pulsar ved navn PSR B1257 + 12? den ekstremt tætte og kompakte neutronstjerne, der er tilbage fra en massiv stjerne, der døde i en voldelig eksplosion 1.500 lysår væk i stjernebilledet Jomfruen.
Wolszczan og hans kolleger havde tidligere opdaget tre jordiske planeter omkring pulsaren med deres baner i en næsten nøjagtig forhold til afstandene mellem Merkur, Venus og Jorden. Den nyligt opdagede fjerde planet har en bane, der er cirka seks gange større end den tredje planet i systemet, hvilket Konacki siger er utroligt tæt på den gennemsnitlige afstand fra vores sol til vores solsystemets asteroidbælte, der ligger mellem Mars og Jupiter bane .
”Fordi vores observationer praktisk udelukker en mulig tilstedeværelse af en endnu mere fjern, massiv planet eller planeter omkring pulsaren, er det meget muligt, at den lille fjerde planet er det største medlem af en sky af interplanetært affald i den ydre kant af pulsars planetarisk system, en rest af den oprindelige protoplanetære disk, der skabte de tre indre planeter, ”forklarer Wolszczan. Den lille planet, cirka en femtedel af massen af Pluto, kan indtage den samme ydre grænseposition i sit planetariske system, som Pluto gør i vores solsystem. ”Overraskende ligner det planetariske system omkring denne pulsar vores eget solsystem mere end noget ekstrasolært planetarisk system opdaget omkring en sollignende stjerne,” siger Konacki.
For femten år siden, inden Wolszczans opdagelse af de første ekstrasolære planeter, underholdt astronomer ikke alvorligt tanken om, at planeter kunne overleve omkring pulsarer, fordi de ville have været sprængt med den ufattelige kraft fra strålingen og resterne af deres eksploderende moderstjerne. Siden da har Wolszczan, Konacki og kolleger gradvist afsløret mysterierne med dette system af pulsarplaneter ved hjælp af Arecibo-radioteleskopet i Puerto Rico til at indsamle og analysere pulsar-timingdata. ”Vi føler nu, med denne opdagelse, at den grundlæggende opgørelse for dette planetariske system er afsluttet,” siger Wolszczan.
Disse opdagelser har været mulige, fordi pulsarer, især dem med den hurtigste omdrejning, opfører sig som meget nøjagtige ure. ”Stabiliteten af gentagelsesfrekvensen for pulsarimpulser sammenlignes positivt med præcisionen for de bedste atomur, der er konstrueret af mennesker,” forklarer Konacki. Målinger af ankomsttider for puls, kaldet pulsar timing, giver astronomer en ekstrem præcis metode til at studere fysikken i pulsarer og til at opdage de fænomener, der opstår i et pulsars miljø.
”En pulsar-slingring på grund af kredsende planeter manifesterer sig ved variationer i pulsens ankomsttider, ligesom en stjerneklods kan detekteres med den velkendte Doppler-effekt, som så vellykket anvendes af optiske astronomer til at identificere planeter omkring nærliggende stjerner ved forskydningerne i deres spektrale linjer, ”forklarer Wolszczan. "En vigtig fordel ved den fantastiske stabilitet af de pulsære ure, der opnår præcisioner bedre end en milliondel af et sekund, er, at denne metode giver os mulighed for at registrere planeter med masser helt ned til de store asteroider."
Selve eksistensen af pulsarplaneterne kan repræsentere overbevisende bevis for, at jordmasseplaneter dannes lige så let som gasgiganterne, der vides at eksistere omkring mere end 5 procent af de nærliggende sollignende stjerner. Wolszczan siger imidlertid, ”budskabet fra pulsarplaneterne kan lige så godt være, at dannelsen af jordlignende planeter kræver særlige forhold, hvilket gør sådanne planeter til en sjældenhed. Der er for eksempel voksende bevis for, at en nærliggende supernovaeksplosion kan have spillet en vigtig rolle i vores solsystemets dannelse. ” Fremtidige rumobservatorier, herunder Kepler og ruminterferometri-missionerne og Terrestrial Planet Finder, vil spille en afgørende rolle i skelnen mellem disse grundlæggende alternativer.
