Изображение на художник на 51 Пегаси б, първата екзопланета, намираща около орбита на слънчева звезда.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech)
Пол М. Сътър е астрофизик в Държавният университет в Охайо, домакин на Попитайте Космонавт и Космическо радиои автор на „Вашето място във Вселената.„Sutter допринесе за тази статия Гласовете на експертите на Space.com: Op-Ed & Insights.
Най- най-новата Нобелова награда по физика беше разделен между Джим Пийбълс, екстраординарен космолог и двойка швейцарски астрономи, Мишел Майор и Дидие Келоз.
Кметът и Келоз намериха първия екзопланета около орбита на слънцеподобна звезда, което беше забележително откритие по две причини: тя категорично показа, че слънцето не е единствената звезда, домакин на семейство планети (нещо, което дълго разбрахме, но никога не сме демонстрирали), а също така и че Вселената наистина е , наистина странно.
Пулсиращ началото
Внимателният читател ще отбележи в горния параграф, че аз бях много ясен във формулировката си: Кметът и Келоз откриха първата екзопланета на орбита sunlike звезда, а не първо самата екзопланета, Тази заслуга е на Александър Волацзан и Дейл Фрайл през 1992 г. И всъщност те сключиха сделка "двама за един", като намериха две планети в орбита на една и съща звезда.
Но тази звезда беше напълно различна от нашето слънце. Беше пулсар, бързо въртяща се, плътна остатъчна сърцевина от някога гигантска звезда. Този пулсар редовно би пръскал лъч радиация над Земята, като мигането на далечен фар - оттук и името пулсар, Докато екзопланетите обикаляха около това мъртво ядро, те леко щракаха върху пулсара, правейки го клатене, което би породило фини промени във честотите на пулсарните пръски тук на Земята.
Въпреки че това беше основна находка за астрономията, не беше точно това, което търсехме. Искахме да знаем - и все още искаме да знаем - дали има друга Земя там. И макар концепцията за планети, преживели детонация на свръхнова и все още обикаляща около ядрото, е сочен проблем за пъзела, тя не ни помага директно в нашия лов. Нещо повече, техниката, използвана на пулсара, разчита на редовните честоти на техните импулси, трик, който не можахме да използваме на обикновените звезди.
Да го направим мейнстрийм
Вместо това трябваше да гледаме как звездите се клатят и едва няколко години по-късно астрономите усъвършенстваха технологията за извършване на това измерване.
Технологията разчита на спектрометър, устройство за разграждане на светлина от далечен източник в множеството й компоненти (по същество много научна дъга). С този спектър астрономи като кмет и Келоз биха могли да намерят подписите на известни елементи, като водород и въглерод, от пръстовите отпечатъци, които оставят в спектъра. Оттам можеха да се взират в звездата ден след ден, търсейки промени в спектъра.
И тези промени в спектъра биха могли да разкрият движението на звездата чрез смяната на Доплер, Същата промяна, която кара войът на линейка да промени терена, докато минава покрай вас, се случва на светлина. Когато източник се движи към вас, светлината се измества към по-високи, по-сини честоти, а когато източник се отдалечава от вас, той се спуска към по-ниски, по-червени честоти.
Това не беше нова техника; астрономите измерват доплеровото изместване на звездите от почти двеста години.
Но през 1995 г. кметът и Queloz направиха една крачка напред, повишавайки прецизността на инструмента си до нови нива, оставайки нащрек за дори най-минутните промени.
Ако една планета орбитира звезда, гравитацията от тази планета ще се дърпа върху звездата като каишка на упорито куче. Звездата няма да се движи много - звездите обикновено превишават планетите си с няколко порядъка - но все пак ще се движат, надяваме се по откриваем начин. И през 1995 г. двойката на бъдещи - Нобелови победители го заковаха, потвърждаваща безпогрешното колебание назад и напред в спектъра на звездата 51 Пегаси, вълна, която може да бъде причинена само от сравнително малък, невиждан спътник - екзопланета в орбита.
Скучно е най-добре
Няма нищо особено забележително за 51 Pegasi и именно това прави откриването на екзопланета там толкова забележително. Това е просто нормална, ежедневна звезда, управлявана от мелница, седнала на около 50 светлинни години, с маса около 10% повече от слънцето и възраст само с малко повече от 6 милиарда години.
Това е нормална звезда, живее нормален звезден живот, с поне една планета в орбита около нея. Точно като нашето слънце.
Откритието от кмета и Queloz даде началото на нова ера на лов на екзопланети, което води до стотици и в крайна сметка хиляди потвърдени открития на екзопланети. Те вече са толкова често срещани, че съобщенията рядко дори влизат в новините и е само въпрос на време преди да намерим близнак, подобен на Земята.
Някои го харесват горещ Юпитер
Но планетата, обикаляща около 51 Пегаси, не е нещо подобно на това, което виждаме в нашата Слънчева система и беше толкова изненадващо, че една от първите реакции на нейното откриване беше да изхвърли резултата като боклуци.
Но резултатът на кмета и Келоз беше неоспорим и трябваше да се изправим срещу реалността, която ни представи 51 Pegasi. Нейната планета, наречена навремето 51 Пегаси б и сега получи името Dimidium от Международния астрономически съюз (въпреки че някои астрономи се вкопчват в неофициалното му име Bellerophon), е доста типичен газов гигант, около половината от масата на Юпитер или 150 пъти по-голям от масата на Земята.
И тя върти около 8 милиона километра от родителската си звезда.
За контекст това е повече от седем пъти по-близо, отколкото Меркурий до нашето слънце.
Как един масивен газов гигант, който може да се образува само в покрайнините на слънчевата система, където има достатъчно суровина за натрупване на планета до такива масивни размери, се вятър толкова неудобно близо до родителя си? Все още не сме съвсем сигурни, но измислихме готино име за тях: горещи юпитери.
С едно посветено наблюдение, кметът и Келоз извадиха две трикове. Те започнаха нова ера на изследвания на астрономията в екзопланетите и наложиха десетилетия на разбиране за това как се формират планетите. Не е чудно, че спечелиха Нобелова награда.
- Най-странните извънземни планети в снимки
- Изключително горещи и невероятно близки: колко горещи юпитери опровержават теорията
- 10 екзопланети, които могат да бъдат домакин на извънземния живот
Можете да слушате подкаста Ask A Spaceman накачии в мрежата на http://www.askaspaceman.com, Задайте собствения си въпрос в Twitter, като използвате #AskASpaceman или като следвате Пол @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter, Следвайте ни в Twitter @Spacedotcom или Facebook.
