Hubble-rumteleskopet har identificeret 16 stjerner, der kunne have ekstrasolære planeter. Opdagelsen blev gjort ved hjælp af transitmetoden, hvor planeter dæmper deres overordnede stjerner lidt, når de passerer foran. Yderligere observationer er nødvendige for faktisk at beregne massen af de transiterende planeter.
NASAs Hubble-rumteleskop har opdaget 16 ekstrasolære planetkandidater, der kredser rundt om en række fjerne stjerner i den centrale region af vores Mælkevejen.
Planet bonanza blev afdækket under en Hubble-undersøgelse, kaldet Skytten Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS). Hubble kiggede længere end nogensinde med succes er blevet søgt efter ekstrasolære planeter. Hubble kiggede på 180.000 stjerner i den overfyldte centrale bule af vores galakse 26.000 lysår væk. Det er en fjerdedel af diameteren på Mælkevejens spiralskive. Resultaterne vises i 5. oktober-udgaven af tidsskriftet Nature.
Dette tal stemmer overens med antallet af planeter, der forventes afsløret fra en sådan fjern undersøgelse, baseret på tidligere exoplanet-detektioner foretaget i vores lokale solkvarter. Hubbles smalle udsigt dækkede et skår af himmel, der ikke var større i vinkelstørrelse end to procent af fuldmånens område. Når Hubbles data ekstrapoleres til hele galaksen, giver de stærke bevis for eksistensen af ca. 6 milliarder Jupiter-planeter i Mælkevejen.
Fem af de nyligt opdagede planeter repræsenterer en ny ekstrem planettype, der ikke findes i nogen nærliggende søgninger. Disse verdener, der kaldes Ultra-Short-Period Planets (USPPs), hvirver rundt om deres stjerner på mindre end en jorddag.
”At opdage planeterne med meget kort periode var en stor overraskelse,” sagde teamleder Kailash Sahu fra Space Telescope Science Institute, Baltimore. ”Vores opdagelse giver også meget stærke bevis for, at planeter er lige så rigelige i andre dele af galaksen, som de er i vores solkvarter.”
Hubble kunne ikke se direkte de 16 nyligt fundne planetkandidater. Astronomer brugte Hubbles avancerede kamera til undersøgelser for at søge efter planeter ved at måle en svag dæmpning af en stjerne på grund af passagen af en planet foran den, en begivenhed kaldet en transit. Planeten skulle være på størrelse med Jupiter til at blokere nok stjernelys, ca. en til 10 procent, til at være målbar af Hubble.
Planeterne kaldes ”kandidater”, fordi astronomer kun kunne få opfølgende massemålinger for to af dem på grund af afstanden og besvimelsen af disse systemer. Efter en udtømmende analyse udelukkede holdet alternative forklaringer som en græsningstransit af en stjernekammerat, der kunne efterligne den forudsagte underskrift af en ægte planet. Fundet kunne mere end fordoble antallet af planeter, der hidtil blev undersøgt med transitteknikken.
Der er en tendens til, at planetkandidaterne drejer sig om stjerner, der er mere rigelige i elementer, der er tungere end brint og helium, såsom kulstof. Dette understøtter teorier om, at stjerner, der er rige på tunge elementer, har de nødvendige ingredienser til dannelse af planeter.
Planetkandidaten med den korteste orbitale periode, kaldet SWEEPS-10, svinger rundt om sin stjerne på 10 timer. Beliggende kun 740.000 miles fra sin stjerne, er planeten blandt de hotteste nogensinde blevet opdaget. Det har en estimeret temperatur på cirka 3.000 grader Fahrenheit.
”Denne stjerne-kramende planet skal være mindst 1,6 gange Jupiters masse, ellers ville stjernens gravitationsmuskulatur trække den fra hinanden,” sagde SWEEPS-teammedlem Mario Livio. "Stjernens lave temperatur gør det muligt for planeten at overgive sig så tæt på stjernen."
”Planeter med ultrakortperiode ser ud til at foretrækkes omkring normale røde dværgstjerner, der er mindre og køligere end vores sol,” forklarede Sahu. ”Det tilsyneladende fravær af USPP'er omkring sollignende stjerner i vores lokale kvarter indikerer, at de muligvis er fordampet, da de vandrede for tæt på en varmere stjerne.”
Der er en alternativ grund til, at Jupiter-lignende planeter omkring køligere stjerner kan migrere tættere på stjernen end sådanne planeter omkring varmere stjerner. Den omkringliggende stjerneskive med gas og støv, som de dannede, strækker sig tættere på en køligere stjerne. Siden opdagelsen af den første "hotte Jupiter" omkring en anden stjerne i 1995, har astronomer indset, at denne usædvanlige type massiv planet må have spiraleret tæt på sin moderstjerne fra et fjernere sted, hvor den må have dannet sig. Den inderste kant af en cirkumstellarisk disk stopper migreringen.
Planetiske transitter forekommer kun, når planetens bane næsten er på kant. Imidlertid har kun ca. 10 procent af de varme Jupiters kant-på-bane, der tillader planeten at blive observeret transiterer en stjerne. For at få succes skal transitundersøgelser se et stort antal stjerner på én gang. SWEEPS transitundersøgelse dækkede et rigt felt af stjerner i Skyttervinduet.
Udtrykket "vindue" indebærer et klart udsyn til det galaktiske centrum, men meget af det galaktiske plan er skjult af støv. Hubble overvågede 180.000 stjerner for periodisk, kort dæmpning i en stjerners lysstyrke. Stjernefeltet blev observeret i en kontinuerlig syv-dages periode fra 23. til 29. februar 2004. For at sikre, at dæmpningen blev forårsaget af en genstand, der kredsede om en stjerne, anvendte teamet Hubble til at detektere fra to til 15 på hinanden følgende transit for hver af de 16 planetkandidater.
To stjerner i marken er lyse nok til, at SWEEPS-teamet kunne bekræfte en uafhængig bekræftelse af en planets tilstedeværelse ved spektroskopisk måling af en lille vugge i stjernens bevægelse på grund af en usynlig ledsageres tyngdepunkt. De brugte Det Europæiske Sydlige Observatoriums Very Large Telescope, der ligger på Mount Paranal i Chile, til at måle en svindling i stjernen.
En af de planetariske kandidater har en masse under detektionsgrænsen på 3,8 Jupiter-masser. Den anden kandidat er 9,7 Jupiter-masser, som er under minimumsmassen på 13 Jupiter-masser for en brun dværg. En brun dværg er et objekt, der dannes som en stjerne, men ikke har nok masse til at skinne ved nuklear fusion.
Da stjernerne er så svage, og synsfeltet er så tætpakket med stjerner, er det ikke muligt at måle den lille vugge i stjernens bevægelse ved hjælp af spektroskopi for at bekræfte de fleste af planetenes kandidater. Fremtidige teleskoper som NASAs James Webb-rumteleskop vil give den nødvendige følsomhed til at bekræfte de fleste af planetkandidaterne.
Hubble SWEEPS-programmet er et vigtigt bevis-for-koncept for NASAs fremtidige Kepler-mission, der er planlagt til lancering i 2007. Kepler-observatoriet vil løbende overvåge en region i Mælkevejen til at opdage transiterende planeter omkring for det meste fjerne stjerner. Kepler vil være følsom nok til at detektere eventuelt hundreder af jordkvalitetsplanetkandidater i eller i nærheden af den beboelige zone, afstanden fra en stjerne, hvor flydende vand muligvis kunne eksistere på en planetens overflade.
Hubble-rumteleskopet er et projekt med internationalt samarbejde mellem NASA og Det Europæiske Rumfartsagentur. Space Telescope Science Institute udfører Hubble-videnskabelige operationer. Instituttet drives for NASA af Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
Originalkilde: Hubble News Release
