Akmeņainās planētas mākslinieka ilustrācija ap M punduri Gliese 876. Attēla kredīts: NSF. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Sperot lielu soli uz priekšu, meklējot Zemei līdzīgas planētas ārpus mūsu pašu Saules sistēmas, astronomu komanda ir paziņojusi par mazākās līdz šim atklātās ekstrasolārās planētas atklāšanu. Apmēram septiņarpus reizes masīvāka nekā Zeme ar aptuveni divreiz lielāku rādiusu, tā var būt pirmā akmeņainā planēta, kas jebkad atrasta riņķojot ap parasto zvaigzni, kas daudz neatšķiras no mūsu Saules.
Visas no gandrīz 150 citām ekstrasolāru planētām, kas līdz šim atklātas ap normālām zvaigznēm, ir bijušas lielākas nekā Urāns, ledus gigants, kas apmēram 15 reizes pārsniedz Zemes masu.
"Mēs nepārtraukti virzāmies uz to, ko varam atklāt, un mēs arvien vairāk un tuvāk atrodam Zemes," sacīja komandas loceklis Stīvens Vogs, Kalifornijas Universitātes Santakrusas astronomijas un astrofizikas profesors.
? Šodienas rezultāti ir svarīgs solis, lai atbildētu uz vienu no visdziļākajiem jautājumiem, ko cilvēce var uzdot: Vai mēs Visumā esam vieni? teica Maikls Tērners, Matemātisko un fizisko zinātņu direktorāta vadītājs Nacionālajā zinātnes fondā, kurš piešķīra daļēju finansējumu pētniecībai.
Jaunatklātā super-Zeme? riņķo pa zvaigzni Gliese 876, kas atrodas tikai 15 gaismas gadu attālumā Ūdensvīra zvaigznāja virzienā. Šai zvaigznei ir arī divas lielākas, Jupitera izmēra planētas. Jaunā planēta pūta ap zvaigzni tikai divu dienu laikā un ir tik tuvu zvaigznes virsmai, ka tās temperatūra, iespējams, pārsniedz 400–750 grādus pēc Fārenheita (200–400 grādi pēc Celsija)? Krāsnī līdzīga temperatūra ir pārāk karsta dzīvībai, kā mēs zināt to.
Neskatoties uz to, spēja noteikt niecīgo ļodzīšanos, ko planēta izraisa zvaigznājā, dod astronomiem pārliecību, ka viņi spēs atklāt vēl mazākas klinšainas planētas dzīvībai draudzīgākās orbītās.
"Šī ir mazākā līdz šim atklātā ekstrasolārā planēta un pirmā no jaunajām klinšainajām zemes planētām," sacīja komandas loceklis Pols Butlers no Vašingtonas Kārnegi institūcijas. "Tas ir tāpat kā Zemes lielāks brālēns."
Komanda mēra minimālo planētas masu 5,9 Zemes masu, kas riņķo ap Gliese 876 ar 1,94 dienu periodu 0,021 astronomisko vienību (AU) attālumā jeb 2 miljonus jūdžu.
Lai arī komandai nav tiešu pierādījumu, ka planēta ir klinšaina, tās mazā masa liedz tai saglabāt gāzi, piemēram, Jupiteram. Ir ziņots par trim citām šķietami klinšainajām planētām, bet tās riņķo ap pulsaru - sprāgušās zvaigznes mirgojošo līķi.
“Šī planēta atbild uz senu jautājumu,” sacīja komandas vadītājs Džefrijs Marčijs, Kalifornijas universitātes Bērklija astronomijas profesors. “Pirms vairāk nekā 2000 gadiem grieķu filozofi Aristotelis un Epikūrs strīdējās par to, vai ir arī citas Zemei līdzīgas planētas. Tagad mums pirmo reizi ir pierādījumi par akmeņainu planētu ap parastu zvaigzni. ”
Marcijs, Butlers, teorētiskais astronoms Džeks Lissauers no NASA / Eimsa pētniecības centra un pēcdoktorantūras pētnieks Eugenio J. Rivera no Kalifornijas Universitātes observatorijām / Lick Observatory UC Santa Cruz šodien (pirmdien, 13. jūnijā) prezentēja savus atklājumus preses laikā. konference NSF Arlingtonā, Va.
Viņu pētījumus, kas tika veikti Keka observatorijā Havaju salās, atbalstīja NSF, Nacionālā aeronautikas un kosmosa pārvalde, Kalifornijas universitāte un Vašingtonas Kārnegi institūcija.
Rezultātu sīks izklāsts ir iesniegts The Astrophysical Journal. Līdzautori uz papīra ir Stīvens Vogs un Gregorijs Lavenlins no Lika observatorijas Kalifornijas universitātē Santakrusā; Debra Fišere no Sanfrancisko Valsts universitātes; un Timotijs M. Brauns no NSF Nacionālā atmosfēras pētījumu centra Boulderā, Kolorādo.
Gliese 876 (vai GJ 876) ir maza, sarkana zvaigzne, kas pazīstama kā M punduris? visizplatītākais zvaigžņu tips galaktikā. Tas atrodas Ūdensvīra zvaigznājā, un apmēram vienā trešdaļā saules masas tā ir mazākā zvaigzne, ap kuru ir atklātas planētas. Butlers un Marčijs pirmo planētu tur atrada 1998. gadā; tas izrādījās gāzes gigants, apmēram divreiz lielāks par Jupitera masu. Tad 2001. gadā viņi ziņoja par otru planētu, citu gāzes gigantu, kas sastāda apmēram pusi no Jupitera masas. Abas atrodas rezonējošās orbītās, un ārējai planētai 60 dienu laikā vajadzīgas zvaigznes orbītas, kas ir divas reizes vairāk nekā iekšējās milzu planētas periods.
Lissauers un Rivera ir analizējuši Keksa datus par Gliese 876 sistēmu, lai modelētu divu zināmo planētu neparastās kustības, un pirms trim gadiem ieguva ziņu, ka varētu būt mazāka, trešā planēta, kas riņķo ap zvaigzni. Patiesībā, ja viņi nebūtu ņēmuši vērā rezonanses mijiedarbību starp abām zināmajām planētām, viņi nekad nebūtu redzējuši trešo planētu.
"Mums bija divu planētu modelis, kas savstarpēji mijiedarbojās, bet, apskatot atšķirību starp divu planētu modeli un faktiskajiem datiem, mēs atradām parakstu, ko var interpretēt kā trešo planētu," sacīja Lissauers.
Trīs planētu modelis konsekventi deva labāku datu pieejamību, piebilda Rivera. "Bet, tā kā signāls no šīs trešās planētas nebija ļoti spēcīgs, mēs bijām ļoti piesardzīgi, paziņojot par jaunu planētu, līdz mums bija vairāk datu," viņš teica.
Nesenie Keka teleskopa augstas izšķirtspējas spektrometra (HIRES) uzlabojumi sniedza jaunus svarīgus datus. Vogts, kurš projektēja un uzbūvēja HIRES, pagājušā gada augustā strādāja ar UC Santa Cruz UC observatoriju / Lick observatorijas laboratoriju tehnisko personālu, lai atjauninātu spektrometra CCD (maksas savienotās ierīces) detektorus.
"Tieši augstākas precizitātes dati no modernizētajiem HIRES dod mums pārliecību par šo rezultātu," sacīja Butlers.
Tagad komandai ir pārliecinoši dati par planētu, kas riņķo ļoti tuvu zvaigznei, aptuveni 10 zvaigžņu rādiusā. Tas ir mazāk nekā viena desmitā daļa no Merkura orbītas mūsu Saules sistēmā.
"Divu dienu orbītā tas ir aptuveni 200 grādi pēc Celsija, lai pārāk karstu šķidru ūdeni," sacīja Butlers. “Tas mums liek secināt, ka visticamākais šīs lietas sastāvs ir tāds pats kā šīs Saules sistēmas iekšējās planētas? niķeļa-dzelzs klints, akmeņaina planēta, sauszemes planēta. ”
“Planētas masa varēja viegli noturēt atmosfēru,” atzīmēja Laughlin, UC Santa Cruz astronomijas profesora asistents. “To joprojām uzskatītu par akmeņainu planētu, iespējams, ar dzelzs serdi un silīcija apvalku. Tam pat varētu būt blīvs tvaikojošs ūdens slānis. Es domāju, ka tas, ko mēs šeit redzam, ir kaut kas tāds, kas ir starpposms starp tādu patiesu sauszemes planētu kā Zeme un ledus gigantu Urāna un Neptūna karsto versiju. ”
Apvienojumā ar uzlabotu datoru programmatūru, jaunie CCD (ar uzlādi savienotās ierīces) detektori, ko šī komanda ir izstrādājusi Keka HIRES spektrometram, tagad var izmērīt zvaigznes Doplera ātrumu līdz metram sekundē? cilvēka staigāšanas ātrums? iepriekšējās trīs metru sekundē precizitātes vietā. Šī uzlabotā jutība ļaus planētu medību komandai noteikt Zemei līdzīgas planētas gravitācijas efektu M pundurzvaigžņu, piemēram, Gliese 876, apdzīvojamā zonā.
"Mēs virzāmies uz pilnīgi jaunu režīmu Kekā, lai panāktu precizitāti viena metra sekundē, trīskāršojot savu veco precizitāti, kurai arī vajadzētu ļaut mums tuvāko gadu laikā redzēt Zemes masas planētas ap saulei līdzīgām zvaigznēm," sacīja Butlers.
"Mūsu UC Santakrusa un Lika observatorijas komanda ir ieguldījusi milzīgu darbu optiskā, tehniskā un detektoru darbā, lai Keka teleskopu padarītu par klinšu planētu mednieku, labāko pasaulē," piebilda Marčijs.
Līgeru satrauc arī vēl viens varoņdarbs, par kuru ziņots žurnālā iesniegtajā dokumentā. Pirmoreiz viņš, Rivera un Laughlin ir noteikuši zvaigžņu sistēmas orbītas redzamības slīpumu tikai no novērotā zvaigznes Doplera viļņa. Izmantojot dinamiskos modeļus, kā mijiedarbojas divas Jupitera izmēra planētas, viņi spēja aprēķināt divu milzu planētu masas no novērotajām to ovālo orbītu formām un precesijas likmēm. Precesija ir planētas elipsveida orbītas garās ass lēna pagriešanās.
Viņi parādīja, ka orbītas plakne ir noliekta 40 grādos pret mūsu redzes līniju. Tas ļāva komandai novērtēt visticamāko trešās planētas masu kā septiņarpus Zemes masas.
"Šajā pētījumā ir iesaistīta dinamiskāka modelēšana nekā jebkurā iepriekšējā pētījumā, daudz vairāk," sacīja Lissauers.
Komanda plāno turpināt novērot zvaigzni Gliese 876, taču tā vēlas atrast citas sauszemes planētas starp 150 vai vairāk M punduru planētām, kuras viņi regulāri novēro kopā ar Keku.
"Pagaidām starp M punduru zvaigznēm, kuras mēs esam novērojuši, mēs gandrīz neatradām Jupitera masu planētas, kas liek domāt, ka tā vietā būs liels skaits mazāku masu planētu," atzīmēja Butlers.
Oriģinālais avots: Kārnegi institūta jaunumu izlaidums
