Akmeņainās planētas mākslinieka ilustrācija ap M punduri Gliese 876. Attēla kredīts: NSF. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Zemes steigā, kas pazīstama kā ekstrasolāru planētu medības, visdārgākais nekustamais īpašums tiek reklamēts kā “Zemei līdzīgs”. Pirmdien, 13. jūnijā, zinātnieki sacentās izkārt savu karogu uz degoša klinšu rieciena, kas riņķo ap sarkano zvaigzni.
Šī jaunatklātā planēta ir aptuveni septiņas reizes lielāka par Zemes masu, un tāpēc mazākā ekstrasolārā planēta, kurai atrasta orbītā galvenā secība jeb “punduris” zvaigzne (zvaigznes, piemēram, mūsu saule, kas sadedzina ūdeņradi).
Ir vēl mazākas planētas, kas, kā zināms, eksistē ārpus mūsu Saules sistēmas, taču tām ir nelaime apņemt pulsārus - tos, kas ātri mirdzošo zvaigžņu spieķus apņem. Šādas planētas netiek uzskatītas par attāli apdzīvojamām, jo pulsators izstaro intensīvu starojumu.
Tiek uzskatīts, ka planētas, kas ir desmit Zemes masas vai mazāk, ir akmeņainas, savukārt masīvākās planētas, iespējams, ir gāzveida, jo spēcīgākais gravitācijas spēks nozīmē, ka planētu veidošanās laikā tās savāc un aiztur vairāk gāzes. Līdz šim ir atrastas 155 ekstrasolāru planētas, taču lielākajai daļai no tām ir masas, kas ir vairāk salīdzināmas ar gāzveida Jupiteru nekā akmeņainā Zeme (Jupiters ir 318 reizes lielāks par Zemes masu).
Kaut arī šī jaunā planēta tiek reklamēta kā Zemei līdzīgās relatīvi mazās masas dēļ, zemes iedzīvotāji drīzumā nevēlētos tur īrēt māju. Pirmkārt, māja izkusīs. Aplēstā šīs planētas virsmas temperatūra - 200 līdz 400 grādi pēc Celsija (400 līdz 750 grādi pēc Fārenheita) ir saistīta ar to, ka planēta skūpstās tuvu no tās zvaigznes.
Planēta atrodas tikai 0,021 AU attālumā no zvaigznes Gliese 876 (1 AU ir attālums starp Zemi un sauli), un tā pabeidz orbītu mazāk nekā divās Zemes dienās. Tuvākā planēta saulei mūsu pašu Saules sistēmā - degošs karstais dzīvsudrabs - atrodas gandrīz 20 reizes tālāk, riņķojot aptuveni 0,4 AU.
"Tā kā planēta atrodas divu dienu orbītā, tā tiek uzkarsēta līdz krāsnij līdzīgai temperatūrai, tāpēc mēs negaidām dzīvību," saka zinātnes grupas loceklis Pols Butlers no Vašingtonas Kārnegi institūta.
Mūsu Saules sistēmā apdzīvojamā zona - mērenais reģions, kurā ūdens kā šķidrums varētu pastāvēt uz planētas virsmas - ir aptuveni 0,95 līdz 1,37 AU vai starp Venēras un Marsa orbītām. Zvaigzne Gliese 876 ir apmēram 600 reizes mazāk gaismas nekā mūsu saule, tāpēc ierosinātā apdzīvojamā zona atrodas daudz tuvāk, aptuveni no 0,06 līdz 0,22 AU.
Pie 0,021 AU jaunā planēta atrodas pārāk tuvu zvaigznei, lai atrastos apdzīvojamā zonā, un tā ir arī pakļauta lielākam daudzumam augstas enerģijas starojuma, piemēram, ultravioletās gaismas un rentgena stariem. Kaut arī sarkanie punduri, piemēram, Gliese 876, izstaro zemāku UV līmeni nekā zvaigznes, piemēram, mūsu saule, tie izstaro vardarbīgus rentgena signālus.
Vēl viena komplikācija no tik tuvas orbītas ir tā, ka planēta var būt aizslēgta paisuma virzienā, un tā pati planētas puse vienmēr ir vērsta pret zvaigzni. Ja vien nav ievērojamas atmosfēras, lai sadalītu siltumu, viena planētas puse būs pārgatavota, bet otrā paliks auksta.
Tiek uzskatīts, ka Gliese 876 ir apmēram 11 miljardus gadu vecs, padarot to vairāk nekā divreiz vecāku kā mūsu saule. Bet savā ziņā Gliese ir pusaudzis mūsu saules pusmūža pieaugušajam. Tādas G klases zvaigznes kā mūsu saule dzīvo apmēram 10 miljardus gadu, bet domājams, ka M klases sarkanie punduri dzīvo 100 miljardus gadu (vecāki par Visuma vecumu!).
Zinātnes grupas loceklis Geoff Marcy no Kalifornijas universitātes Bērklijā saka, ka M zvaigznēm ir nepieciešams ilgs laiks, lai atdzistu un saruktu līdz to galvenajam secības lielumam un spožumam. Viņš saka, ka, ja planēta migrēja uz iekšu līdz mūsdienām tuvu orbītā, iespējams, tā šo kustību veica dažu pirmo miljonu gadu laikā, un pēc tam simtiem miljonu gadu laikā tika pakļauta daudz lielākam starojumam nekā pašlaik.
Tiek uzskatīts, ka Gliese 876 ir slikts metāls (astronomu uzskata, ka jebkurš elements, kas ir smagāks par ūdeņradi un hēliju, tiek klasificēts kā “metāls”). Planētu veidošanās var būt saistīta ar zvaigznes metalitāti, jo gan zvaigzne, gan planētas veidojas no tā paša oriģinālā materiāla. Paredzams, ka tāda akmeņaina planēta kā Zeme, kas izgatavota no tādiem elementiem kā silikāti un dzelzs, riņķo ap zvaigzni, kurai ir bagāta ar metālu.
Neskatoties uz to, ka Gliese 876 ir slikts metāls, tā ir vairāku planētu sistēma. Ir zināms, ka Gliese 876 riņķo ap divām gāzes giganta planētām: attālākā planēta gandrīz divreiz pārsniedz Jupitera masu un riņķo ap 0,21 AU; vidējā planēta ir apmēram puse no Jupitera masas un riņķo ap 0,13 AU.
“Visa planētu sistēma ir sava veida Saules sistēmas miniatūra,” saka Marcijs. "Zvaigzne ir maza, orbītas ir mazas, un tuvāk ir mazākā no tām, tāpat kā arhitektūra ir mūsu pašu Saules sistēmā, ar vismazākajām planētām, kas riņķo milzu iekšienē."
Mūsu Saules sistēmā ir daudz vairāk elkoņu istabas. Dzīvsudrabs atrodas tālāk no saules, nekā visu šo planētu attālumi kopā. Gliese 876 sistēmas planētas ir tik tuvu viena otrai, tās gravitācijas ietekmē mijiedarbojas viena ar otru. Šāda veida gravitācijas kara velkonis bija veids, kā zinātnieki vispirms spēja atklāt planētas.
Orbītas laikā planētas gravitācijas virzienā ievilksies zvaigznē no dažādām pusēm. Zinātnieki mēra iegūto zvaigžņu gaismas maiņu, lai noteiktu planētas, kas riņķo apkārt.
Lai uzzinātu vairāk par Gliese 876 mazāko planētu, zinātniekiem būtu jāizmanto cita planētas medīšanas tehnika, ko sauc par tranzīta fotometriju. Ar šo metodi tiek aplūkots, kā zvaigznītes gaisma, šķiet, mazinās, kad mūsu redzes lauka virzienā planēta iet priekšā zvaigznei. Orbītas planētas aptumsums ļauj astronomiem noteikt šīs planētas masu un rādiusu. Nospiežot šos skaitļus, tiek norādīts uz planētas blīvumu, kas pēc tam liek domāt, no kā tiek veidota planēta un vai planēta ir akmeņaina vai gāzveida.
Tranzīta fotometriju tomēr nevar izmantot, lai kaut ko pastāstītu par planētām, kuras riņķo ap Gliese 876, jo no mūsu viedokļa sistēma ir slīpa 50 grādos. Šis leņķis nozīmē, ka planētas neaiztiks nevienu no zvaigžņu gaismām, kas sasniedz Zemi.
Sarkanie punduri ir visizplatītākais zvaigžņu tips mūsu galaktikā, un tie veido apmēram 70 procentus no visām zvaigznēm. Tomēr no 150 sarkanajiem punduriem, kurus viņi gadu gaitā ir izpētījuši, Marcijs un Butlers ir atraduši tikai planētas, kas riņķo ap tām. Tā kā lielākā daļa līdz šim atrasto planētu ir gāzes giganti, tas varētu nozīmēt, ka sarkanie punduri ir mazāk piemēroti, lai apkalpotu šāda veida pasaules.
Marcijs saka, ka viņi turpinās uzraudzīt Gliese 876, lai iegūtu mājienus par ceturto vai piekto planētu. "Šī tagad noteikti būs viena no mūsu iecienītākajām zvaigznēm."
Sacensības finiša taisnē
Pētniecības darbs, kurā aprakstīts šis atklājums, ir iesniegts Astrophysical Journal. Zinātnieki saka, ka ir saņēmuši labvēlīgu provizorisko tiesneša ziņojumu, un viņi sagaida, ka viņu darbs tiks pieņemts un pēc dažiem mēnešiem publicēts. Pirmdienas preses konferences laikā zinātniekiem tika jautāts, kāpēc viņi nolēma publiskot savu atradumu tagad, pirms dokuments bija pieņemts publicēšanai. Vai tas tika darīts, lai izspiestu citus planētas medniekus, kuriem varētu būt karsti uz papēža?
Marcijs atbildēja, ka viņi vēlas novērst ziņu par viņu atklāšanu izplatīšanos. “Mēs par to zinājām pirms trim gadiem, klusām un uzmanīgi sekojām tam, sargājot noslēpumu, kamēr divkāršojāmies un trīskāršojāmies. Tad apmēram pirms mēneša es šeit runāju ar Maiklu Tērneri, NSF (Nacionālā zinātnes fonda) cilvēkiem, un kopīgi mēs nolēmām, ka šis atklājums ir tik ārkārtējs, varbūt to, ko jūs nosauksit par pagrieziena punktu planētu zinātnē, ka bija grūti iedomāties noturēt vāks uz šo ļoti ilgi. Tāpēc mēs nolēmām drīzāk par to ātri paziņot, nevis to izplatīt ziņu plašsaziņas līdzekļos un nomaldīties, ja viens laikraksts par to uzzinātu agri un tā tālāk. ”
Pēc tam Marcijs sāka aizstāvēties, kāpēc viņš uzskatīja, ka viņu atradumi ir pareizi, un viņu ātri atbalstīja kolēģi komandas biedri. Tomēr viņu atradumu precizitāte netika apšaubīta. Varbūt viņu agrīnais paziņojums kopā ar iepriekšēju slepenības nepieciešamību ir pierādījums intensīvajai konkurencei, kas kopš sākuma ir iezīmējusi planētu medības.
Pirmo ekstrasolāru planētas atklāšanu 1995. gada 5. oktobrī paziņoja Mišels Mērs un Didjē Kuelozs no Ženēvas observatorijas, bet Marčijs un Butlers apstiprināja novērojumus nākamajā nedēļā. Nesenais sacensību piemērs, lai sagrābtu citas ekstrasistālas planētas “pirmatnējās”, notika pagājušajā vasarā, kad 2004. gada 25. augustā mērs Nuno Santos un kolēģi paziņoja par pirmās ekstrasolārās Neptūna masu planētas atklāšanu - tajā laikā mazāko ekstrasolāru. planēta, par kuru zināms, ka tā riņķo ap saulei līdzīgu zvaigzni. Šis paziņojums nāca mazāk nekā nedēļu pirms diviem citiem Neptūna masu planētas atklājumiem, kurus paziņoja Marcijs un Butlers.
Mērs un viņa kolēģi ir izpētījuši arī Gliese 876. Astronomijas konferencē 1998. gada jūnijā mērs un Marcy katrs patstāvīgi paziņoja, ka ir atklāts masīvāks gāzes gigants, kas riņķo ap šo zvaigzni. Marcijs un Butlers pirmais bija sekojuši līdzi šim atradumam, paziņojot par zvaigznes otrās gāzes giganta planētas atklāšanu 2001. gadā.
Keplera misija, ko paredzēts sākt 2008. gada jūnijā, meklēs sauszemes planētas, kas riņķo ap tālu zvaigznēm. Misija definē, ka Zemes izmēra planēta ir no 0,5 līdz 2,0 Zemes masām vai no 0,8 līdz 1,3 Zemes diametrs. Planētas no 2 līdz 10 Zemes masām, piemēram, pirmdien paziņotā planēta, tiek definētas kā lielas sauszemes planētas.
Oriģinālais avots: NASA Astrobioloģija
