Parada novih planetov


Rojstvo zvezd. Tuji svetovi so osnovni del znanstvene fantastike, toda do pred nekaj meseci niso imeli mesta v znanosti. Kljub desetletjem resnih iskanj, astronomi niso imeli neposrednih dokazov, da planeti krožijo po drugih zvezdah. Lani oktobra sta Michel Mayor in Didier Queloz iz observatorija v Ženevi odkrila planet, ki obkroža zvezdo 51 Pegasi - in odcepili so se odcepi. V

Rojstvo zvezd.

Tuji svetovi so osnovni del znanstvene fantastike, toda do pred nekaj meseci niso imeli mesta v znanosti. Kljub desetletjem resnih iskanj, astronomi niso imeli neposrednih dokazov, da planeti krožijo po drugih zvezdah. Lani oktobra sta Michel Mayor in Didier Queloz iz observatorija v Ženevi odkrila planet, ki obkroža zvezdo 51 Pegasi - in odcepili so se odcepi. V hitrem zaporedju so opazovalci poročali, da so našli vsaj še štiri planete, ki krožijo v bližini zvezd; dva od teh opažanj sta tako nova, da še nista uradno objavljena v literaturi. "To je edinstveno obdobje, " vzklikuje Alan P. Boss iz ustanove Carnegie v Washingtonu, strokovnjak za modeliranje planetarnih formacij. "To je najbolj razburljiva stvar, ki sem jo videl v svoji znanstveni karieri."

Lov je On

Za zdaj je trofeja za lov na planet namenjena ekipi pod vodstvom Geoffreyja W. Marcyja in R. Paula Butlerja iz San Francisco State University in University of California na Berkeleyju. Pomagali so potrditi rezultate, ki so jih napovedali župan in Queloz, nato pa hitro ustvarili tri svoje planete. Več odkritij je zagotovo na poti: Marcy poroča, da "vidimo namige planetov v veliko naših podatkov." Njegova skupina je ustanovila namensko spletno stran za iskanje planetov, da bi lahko sledila hitremu napredovanju dela. Peto odkrivanje planetov bo poročal George Gatewood z Univerze v Pittsburghu na prihajajočem srečanju Ameriškega astronomskega društva.

Nihče ni videl novih planetov; vsi so bili prepoznani posredno, z merjenjem načina, kako so vplivali na gibanje njihovih starševskih zvezd. Ko predmet kroži okoli zvezde, njegova gravitacijska privlačnost povzroči, da se zvezda niha naprej in nazaj. To gibanje ustvarja periodični premik, ali Dopplerjev premik, v spektru zvezde, kot ga vidimo iz zemlje. Marcy in Butler, kot sta župan in Queloz ter številne druge ekipe, preučujejo spektre za drobne premike, ki lahko označujejo prisotnost planetov. Dopplerjeva tehnika lahko razkrije orbito in najmanjšo maso orbitalnega telesa, ne pa podrobnosti o njeni naravi.

Gatewood ima nekoliko drugačen pristop, ki se opira na neposredno opazovanje gibanja zvezd. Zvezde niso fiksirane; zdi se, da se premikajo po nebu, čeprav zelo počasi. Isto gibanje nazaj in nazaj, ki ustvarja Dopplerjeve premike, prav tako povzroči, da se pot zvezde pojavi kot cik-cak in ne kot ravna črta. Gatewood in njegovi sodelavci - zelo previdno - iščejo tiste, ki se pojavljajo. Ta natančna meritev zvezdnih pozicij je znana kot astrometrija.

Uspeh teh tehnik je povzročil razburjenje skozi astronomsko skupnost in zajel javno predstavo. Kljub nekaterim prevelikim zgodnjim izjavam je malo verjetno, da bodo odkrita telesa živela (veliko manj inteligentno življenje). Vendar pa kažejo, da so planeti skupni po vsem kozmosu in vzbujajo upanje, da živa bitja uspevajo nekje med množico svetov. Tudi planeti so v našem sončnem sistemu povsem drugačni od tistega, kar teoretiste prisili, da ponovno razmislijo o tem, kako nastajajo zvezde in planeti

Čudni novi svetovi

Planet okoli 51 Pegasi je morda najbolj čuden. Njegova masa je vsaj polovica mase Jupitra, vendar kroži le sedem milijonov kilometrov od svoje zvezde - manj kot ena osma oddaljenost Merkurja od sonca. V taki bližini je treba površino planeta peči do teoretične temperature 1300 stopinj Celzija. Tako hitro svici okoli svoje zvezde, da je njegovo leto samo štiri dni.

Marcy in Butler sta nedavno na svoji spletni strani objavila obvestilo o odkritju nekoliko podobnega planeta, ki obkroža zvezdico HR3522, znano tudi pod imenom 55 Rho Cancri. (Marcy opisuje napoved kot poskus "objavljanja prek interneta": način za prenos nove ugotovitve, preden jo prenese skozi strokovni pregled.) Ta objekt ima vsaj štiri petine mase Jupitra in orbiti na razdalji približno 25 milijonov. kilometrov.

Eno izmed teles, ki so jih identificirali Marcy in Butler, je zelo velik predmet - vsaj 6, 5-krat večja od mase Jupitra. Kroži okoli zvezde Virginis v zelo ekscentrični ali ovalni poti, ki je precej drugačna od tiste na znanih planetih. Čeprav so nekateri novinarji optimistično poimenovali planet "Zlatolaska", ki trdi, da ima ravno pravšnjo temperaturo za tekočo vodo, je ta težka najverjetneje plinast svet, ki nima dovolj trdne površine, na kateri bi se lahko nabirala voda.

Zadnji planet, ki so ga odkrili Marcy in Butler (do sedaj), ima manj ekstremne lastnosti. Njegova triletna orbita se odvija na krožni poti okoli 300 milijonov kilometrov od svoje zvezde (ki ustreza orbiti med Marsom in Jupiterjem), njena masa pa je najmanj 2, 3-krat večja od Jupitrove. Ne bi se zdelo strašno neprimerno v našem sončnem sistemu.

Ni presenetljivo, da astronomi večinoma iščejo ogromne, kratkotrajne planete iz preprostega razloga: to je najlažje izbrati z Dopplerjevo tehniko. Za odkrivanje sončnega sistema, kot je naš (v katerem najobsežnejši planet, Jupiter, potrebuje polnih 12 let, da dokonča eno orbito), bi bilo potrebno vsaj še eno desetletje ali dve visokopreciznim Dopplerjevim opazovanjem.

V nasprotju s tem je astrometrični pristop, ki ga uporablja Gatewood, najbolj občutljiv na planete v velikih, lagodnih orbitah. Po pregledu 50 let opazovanj zvezde Lalande 21185 je pogojno ugotovil prisotnost Jupitrovih masovnih planetov v 5, 8-letni orbiti; planet bi krožil na več kot dvakratni razdalji od Zemlje od sonca. Gatewood prav tako vidi dokaze o drugem planetu v 30-letni orbiti. (Objavil je zgodnji povzetek, ki opisuje te rezultate.)

David C. Black iz lunarnega in planetarnega inštituta v Houstonu v Teksasu meni, da je opazovanje Gatewooda edini, ki bi zadovoljil njegovo definicijo, kaj je planet. "Ni jasno, ali ima katera koli druga povezava s planeti, " pravi, trdijo, da so verjetno nastali na bistveno drugačen način kot planeti, ki krožijo okoli sonca.

Od kod prihajajo planeti?

Dejansko je vprašanje, kako so ti planeti (ali ne-planeti) oblikovani, neprijeten, ki je že ustvaril veliko razpravo. Trenutna teorija meni, da lahko velikanski planeti nastanejo le na sorazmerno velikih razdaljah od zvezde, kjer hladne temperature omogočajo zbiranje ledu in zamrznjenih plinov. Kaj potem Jupitrov masovni organi počnejo tako blizu zvezdnemu ognjišču? Šef pravi, da so ti planeti dejansko nastali na veliko večjih razdaljah od svojih zvezd, potem pa so se preselili navznoter.

Eno različico te teorije opisuje Douglas NC Lin iz observatorija Lick in njegovi sodelavci v nedavni izdaji Nature. V tem pogledu lahko novorojenčki planeti komunicirajo z diskom materiala, iz katerega se oblikujejo, zaradi česar se spiralno usmerijo proti osrednji zvezdi. Notranji planeti (ki bi se lahko izkazali za bolj zemeljske) bi lahko bili uničeni v tej zgodnji dobi. Ne glede na razlago, presenetljivi atributi novih planetov jasno kažejo, da obstaja več načinov, kako se tvorijo planetni sistemi

In kaj o planetih, kot je zemlja - ali so tam zunaj? Leži zunaj dosega najnovejših iskalnih tehnik. Vendar pa je NASA-jev skrbnik Daniel S. Goldin postavil odkrivanje in študij podobnih teles okoli drugih zvezd kot eno od glavnih prioritet NASA-e. Najverjetnejši način za dosego tega cilja je izgradnja naprednega vesoljskega interferometra (kot je nedavno opisal J. Roger P. Angel in Neville J. Woolf v tej reviji). Zemeljski preskusi optičnih interferometrov so že v teku.

Sedanji seznam ekstrasolarnih planetov predstavlja le vrh ledene gore. Nadaljnja opazovanja, skrbna analiza podatkov in inovativne tehnologije bodo kmalu prinesli veliko več odkritij, ki nam bodo dali boljši občutek za resnično raznolikost svetov.