Μια απεικόνιση ενός καλλιτέχνη 51 Pegasi b, του πρώτου εξωπλανήτη που βρέθηκε σε τροχιά γύρω από ένα ηλιόλουστο αστέρι.
(Εικόνα: © NASA / JPL-Caltech)
Πολ Μ. Σάτερ είναι αστροφυσικός στο Το Πανεπιστήμιο του Οχάιο, οικοδεσπότης του Ρωτήστε έναν Spaceman και Διαστημικό ραδιόφωνοκαι συγγραφέας του "Η θέση σας στο Σύμπαν."Ο Sutter συνέβαλε σε αυτό το άρθρο Οι ειδικές φωνές του Space.com: Op-Ed & Insights.
ο το πιο πρόσφατο βραβείο Νόμπελ στη Φυσική χωρίστηκε μεταξύ του Jim Peebles, ενός εξωγήινου κοσμολόγου, και ενός ζευγαριού Ελβετών αστρονόμων, Michel Mayor και Didier Queloz.
Ο δήμαρχος και ο Queloz βρήκαν το πρώτο εξωπλανήτης σε τροχιά γύρω από ένα ηλιόλουστο αστέρι, το οποίο ήταν μια ανακάλυψη ορόσημο για δύο λόγους: έδειξε οριστικά ότι ο ήλιος δεν είναι το μόνο αστέρι που φιλοξενεί μια οικογένεια πλανητών (κάτι που είχαμε φανταστεί από καιρό αλλά ποτέ δεν το δείξαμε), και επίσης ότι το σύμπαν είναι πραγματικά , πραγματικά περίεργο.
Πάλλοντας την αρχή
Ο προσεκτικός αναγνώστης θα παρατηρήσει στην παραπάνω παράγραφο ότι ήμουν πολύ σαφής στα λόγια μου: ο Δήμαρχος και ο Queloz ανακάλυψαν τον πρώτο εξωπλανήτη σε τροχιά ηλιόλουστο αστέρι, όχι το ο πρώτος εξωπλανήτης. Αυτή η πίστωση πηγαίνει στους Aleksander Wolazczan και Dale Frail το 1992. Και στην πραγματικότητα, πήραν μια συμφωνία δύο προς ένα, βρίσκοντας δύο πλανήτες σε τροχιά γύρω από το ίδιο αστέρι.
Αλλά αυτό το αστέρι ήταν εντελώς διαφορετικό από τον ήλιο μας. Ήταν ένα πάλσαρ, ένας ταχέως περιστρεφόμενος πυκνός πυρήνας που απομένει από ένα κάποτε γιγαντιαίο αστέρι. Αυτό το pulsar θα έβγαζε τακτικά μια ακτίνα ακτινοβολίας πάνω από τη Γη, σαν να αναβοσβήνει ένας μακρινός φάρος - εξ ου και το όνομα πάλσαρ. Καθώς οι εξωπλανήτες περιστρέφονταν γύρω από αυτόν τον νεκρό πυρήνα, τραβούσαν απαλά το πάλσαρ, κάνοντάς το να κουνάει, κάτι που θα προκαλούσε λεπτές αλλαγές στις συχνότητες των παλμών με παλμούς εδώ στη Γη.
Ενώ αυτό ήταν ένα σημαντικό εύρημα για την αστρονομία, δεν ήταν ακριβώς αυτό που αναζητούσαμε. Θέλαμε να μάθουμε - και ακόμα θέλουμε να μάθουμε - αν υπάρχει άλλη Γη εκεί έξω. Και ενώ η ιδέα των πλανητών που επιβιώνουν από μια έκρηξη σουπερνόβα και εξακολουθεί να περιστρέφεται σε τροχιά γύρω από τον υπολειπόμενο πυρήνα είναι ένα χυμώδες πρόβλημα για να ξεπεράσουμε, δεν μας βοηθά άμεσα στο κυνήγι μας. Επιπλέον, η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε στο pulsar βασίστηκε στις κανονικές συχνότητες των παλμών της, ένα τέχνασμα που δεν μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε σε κανονικά αστέρια.
Καθιστώντας το mainstream
Αντ 'αυτού, έπρεπε να βλέπουμε τα αστέρια να κουνιέται, και μόλις λίγα χρόνια αργότερα οι αστρονόμοι είχαν τελειοποιήσει την τεχνολογία για να παραδώσουν αυτήν τη μέτρηση.
Η τεχνολογία βασίστηκε σε ένα φασματόμετρο, μια συσκευή για τη διάσπαση του φωτός από μια μακρινή πηγή στο πλήθος των συστατικών του (ουσιαστικά ένα πολύ επιστημονικό ουράνιο τόξο). Με αυτό το φάσμα, αστρονόμοι όπως ο Δήμαρχος και ο Queloz θα μπορούσαν να βρουν τις υπογραφές γνωστών στοιχείων, όπως το υδρογόνο και ο άνθρακας, από τα δακτυλικά αποτυπώματα που αφήνουν στο φάσμα. Από εκεί, θα μπορούσαν να κοιτάξουν το αστέρι μέρα με τη μέρα, αναζητώντας αλλαγές στο φάσμα.
Και αυτές οι αλλαγές στο φάσμα θα μπορούσαν να αποκαλύψουν την κίνηση του άστρου μέσω της αλλαγής Doppler. Η ίδια αλλαγή που προκαλεί το θρήνο ενός ασθενοφόρου να αλλάξει βήμα καθώς περνάει από εσάς συμβαίνει στο φως. Όταν μια πηγή κινείται προς εσάς, το φως μετατοπίζεται προς υψηλότερες, πιο μπλε συχνότητες και όταν μια πηγή απομακρύνεται από εσάς, πηγαίνει κάτω σε χαμηλότερες, πιο κόκκινες συχνότητες.
Αυτή δεν ήταν μια νέα τεχνική. οι αστρονόμοι μετρούν τη μετατόπιση των αστεριών Doppler για σχεδόν διακόσια χρόνια.
Αλλά το 1995 ο Δήμαρχος και ο Queloz το πήγαν ένα βήμα παραπέρα, ανεβάζοντας την ακρίβεια του οργάνου τους σε νέα επίπεδα, παραμένοντας επιφυλακτικοί ακόμη και για τις πιο λεπτές αλλαγές.
Εάν ένας πλανήτης περιστρέφεται γύρω από ένα αστέρι, η βαρύτητα από αυτόν τον πλανήτη θα τραβήξει πάνω στο αστέρι σαν ένα λουρί σε ένα επίμονο σκυλί. Το αστέρι δεν θα κινηθεί πολύ - τα αστέρια συνήθως ξεπερνούν τους πλανήτες τους με διάφορες τάξεις μεγέθους - αλλά θα συνεχίσουν να κινούνται, ελπίζουμε με ανιχνεύσιμο τρόπο. Και το 1995 το ζευγάρι οι μελλοντικοί νικητές του Νόμπελ το καρφώθηκαν, επιβεβαιώνοντας την αδιαμφισβήτητη ταλάντευση στο φάσμα του αστέρα 51 Pegasi, μια ταλάντευση που θα μπορούσε να προκληθεί μόνο από έναν σχετικά μικρό, αόρατο σύντροφο - έναν εξωπλανήτη σε τροχιά.
Το βαρετό είναι καλύτερο
Δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερα αξιοσημείωτο για το 51 Pegasi, και αυτό είναι που κάνει την ανακάλυψη ενός εξωπλανήτη εκεί τόσο αξιοσημείωτη. Είναι απλώς ένα συνηθισμένο, καθημερινό αστέρι του μύλου, που κάθεται περίπου 50 έτη φωτός μακριά, με μάζα περίπου 10% περισσότερο από τον ήλιο και μια ηλικία μόλις λίγο μεγαλύτερη, στα 6 δισεκατομμύρια χρόνια.
Είναι ένα κανονικό αστέρι, που ζει μια φυσιολογική αστρική ζωή, με τουλάχιστον έναν πλανήτη σε τροχιά γύρω από αυτό. Όπως και ο ήλιος μας.
Η ανακάλυψη από τον Δήμαρχο και τον Queloz οδήγησε σε μια νέα εποχή κυνηγιού εξωπλανητών, που οδήγησε σε εκατοντάδες, και τελικά χιλιάδες, επιβεβαιωμένες ανιχνεύσεις εξωπλανητών. Είναι τόσο συνηθισμένο τώρα που οι ανακοινώσεις σπάνια σπάνε τις ειδήσεις και είναι μόνο θέμα χρόνου προτού βρούμε ένα δίδυμο σαν τη Γη.
Μερικοί τους αρέσουν οι καυτοί Δίας
Αλλά ο πλανήτης σε τροχιά γύρω από το 51 Pegasi δεν μοιάζει με αυτό που βλέπουμε στο ηλιακό μας σύστημα, και ήταν τόσο εκπληκτικό που μια από τις πρώτες αντιδράσεις στην ανακάλυψή του ήταν να πετάξει το αποτέλεσμα εντελώς ως σκουπίδια.
Αλλά το αποτέλεσμα του Δήμαρχου και του Queloz ήταν αδιαμφισβήτητο και έπρεπε να αντιμετωπίσουμε την πραγματικότητα που μας παρουσίασε ο 51 Pegasi. Ο πλανήτης του, ονομαζόταν τότε 51 Πεγκάσι β και τώρα το όνομα Dimidium από τη Διεθνή Αστρονομική Ένωση (αν και μερικοί αστρονόμοι προσκολλώνται στο άτυπο όνομά του Bellerophon), είναι ένας αρκετά τυπικός γίγαντας αερίου, περίπου το ήμισυ της μάζας του Δία, ή 150 φορές η μάζα της Γης.
Και περιστρέφεται σε απόσταση μόλις 5 εκατομμυρίων μιλίων (8 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από το γονικό του αστέρι.
Για λόγους περιβάλλοντος, αυτό είναι περισσότερο από επτά φορές πιο κοντά από τον υδράργυρο στον ήλιο μας.
Πώς ένας τεράστιος γίγαντας φυσικού αερίου, ο οποίος μπορεί να σχηματιστεί μόνο στα περίχωρα ενός ηλιακού συστήματος, όπου υπάρχει αρκετή πρώτη ύλη για τη συσσώρευση ενός πλανήτη σε τέτοιες ογκώδεις αναλογίες, κατέληξε τόσο άβολα κοντά στον γονέα του; Δεν είμαστε ακόμα σίγουροι, αλλά καταλήξαμε σε ένα δροσερό όνομα για αυτούς: hot Jupiters.
Με μια αφοσιωμένη παρατήρηση, ο Δήμαρχος και ο Queloz έκαναν δύο κόλπα. Ξεκίνησαν μια νέα εποχή αστρονομικής έρευνας σε εξωπλανήτες, και ακολούθησαν δεκαετίες κατανόησης του πώς σχηματίζονται οι πλανήτες. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι κέρδισαν ένα βραβείο Νόμπελ.
- Οι πιο παράξενοι εξωγήινοι πλανήτες σε εικόνες
- Εξαιρετικά καυτό και απίστευτα κλειστό: Πώς οι καυτοί Δία αψηφούν τη θεωρία
- 10 εξωπλανήτες που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν εξωγήινη ζωή
Μπορείτε να ακούσετε το podcast Ask A SpacemaniTunesκαι στον Ιστό στο http://www.askaspaceman.com. Κάντε τη δική σας ερώτηση στο Twitter χρησιμοποιώντας το #AskASpaceman ή ακολουθώντας τον Paul @PaulMattSutter και facebook.com/PaulMattSutter. Ακολουθήστε μας στο Twitter @Spacedotcom ή Facebook.
