Преди петнадесет години най-големите телескопи в света все още не са открили планета, обикаляща около друга звезда. Днес телескопите, които не са по-големи от наличните в универсалните магазини, се оказват способни да забележат неизвестни дотогава светове. Новооткрита планета, открита от малък телескоп с диаметър 4 инча, демонстрира, че ние сме в разгара на новата ера на откриването на планетата. Скоро новите светове могат да бъдат разположени с ускоряващи се темпове, сближавайки откриването на първия свят с размер на Земята с една стъпка.
„Това откритие демонстрира, че дори скромните телескопи могат да дадат огромен принос за търсенето на планета“, казва Гилермо Торес от Центъра за астрофизика в Харвард-Смитсониан (CfA), съавтор на изследването.
Това проучване ще бъде публикувано онлайн на адрес http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 и ще се появи в предстоящия брой на The Astrophysical Journal Letters.
Това е първото откритие на извънсоларна планета, направено от специално проучване на много хиляди сравнително ярки звезди в големи региони на небето. Той е направен с помощта на Трансатлантическото изследване на екзопланетите (TrES), мрежа от малки, сравнително евтини телескопи, проектирани да изглеждат специално за планети, обикалящи около ярки звезди. Екип от учени, ръководени от Дейвид Чарбоно (CfA / Caltech), Тимоти Браун от Националния център за атмосферни изследвания (NCAR) и Едуард Дънам от Обсерваторията Лоуел, разработиха мрежата на TrES. Първоначалната подкрепа за мрежата TrES идваше от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА и от Калифорнийския технологичен институт.
„Отне няколко доктора. учените работят на пълен работен ден за разработването на методите за анализ на данни за тази програма за търсене, но самото оборудване използва прости, нестандартни компоненти “, казва Чарбоно.
Въпреки че малките телескопи на мрежата TrES направиха първоначалното откритие, бяха необходими последващи наблюдения в други съоръжения. Наблюдения в W.M. Обсерваторията Кек, която за Калифорнийския университет, Калтех и НАСА управлява двата най-големи телескопа в света на Хаваите, бяха особено важни за потвърждаването на съществуването на планетата.
Планетни сенки
Новооткритата планета е газов гигант с размер Юпитер, орбитиращ звезда, разположен на около 500 светлинни години от Земята в съзвездието Лира. Този свят обикаля своята звезда на всеки 3.03 дни на разстояние от само 4 милиона мили, много по-близо и по-бързо от планетата Меркурий в нашата Слънчева система.
Астрономите използваха иновативна техника, за да открият този нов свят. Той бе открит чрез „метода на транзит“, който търси потапяне в яркостта на звездата, когато планетата пресича директно пред звездата и хвърля сянка. Планета с размер на Юпитер блокира само около 1/100 от светлината от звезда, подобна на Слънце, но това е достатъчно, за да може да бъде разпознаваем.
За да бъдат успешни, транзитните търсения трябва да изследват много звезди, защото ние виждаме транзит само ако планетарна система е разположена близо до ръба на нашата зрителна линия. Понастоящем се извършват редица различни транзитни търсения. Повечето изследват ограничените области на небето и се фокусират върху по-слабите звезди, защото те са по-често срещани, като по този начин увеличават шансовете за намиране на преминаваща система. Въпреки това TrES мрежата се концентрира върху търсенето на по-ярки звезди в по-големи отклонения на небето, тъй като планетите, обикалящи около ярки звезди, са по-лесни за изследване.
„Всичко, с което трябва да работим, е светлината, която идва от звездата“, казва Браун. „Много по-трудно е да научиш нещо, когато звездите припаднат.“
„Почти парадоксално е, че малките телескопи са по-ефективни от най-големите, ако използвате транзитния метод, тъй като живеем във време, когато астрономите вече планират телескопи с диаметър 100 метра“, казва водещият автор Рой Алонсо от Астрофизическия институт на Канарите (IAC), които откриха новата планета.
Най-известните екстрасоларни планети бяха открити с помощта на метода „Доплер“, който открива гравитационния ефект на планетата върху звездата си спектроскопски чрез разбиване на светлината на звездата в нейните компоненти. Въпреки това, информацията, която може да бъде събрана за планета с помощта на доплеров метод, е ограничена. Например, може да се определи само долна граница на масата, тъй като ъгълът, под който гледаме системата, е неизвестен. Кафяво джудже с висока маса, чиято орбита е силно наклонена към нашата зрителна линия, издава същия сигнал като планетата с ниска маса, която е почти на ръба.
„Когато астрономите намерят преминаваща планета, ние знаем, че орбитата й по същество е гранична, така че можем да изчислим нейната точна маса. От количеството светлина, което блокира, научаваме физическите му размери. В един случай дори успяхме да открием и изучим атмосферата на гигантска планета “, казва Чарбоно.
Сортиране на заподозрени
Проучването TrES изследва приблизително 12 000 звезди в 36 квадратни градуса на небето (площ, наполовина по-голяма от купата на Голямата мечка). Рой Алонсо, абитуриент на Браун, определи 16 възможни кандидата за преминаване през планетата. „Проучването на TrES ни даде първоначалната ни състав на заподозрените. След това трябваше да направим много последващи наблюдения, за да елиминираме самозванците “, казва съавторът Алесандро Созетти (University of Pittsburgh / CfA).
След съставянето на списъка с кандидати в края на април, изследователите използваха телескопи в обсерваторията на Whipple на CfA в Аризона и обсерваторията Oak Ridge в Масачузетс, за да получат допълнителни фотометрични (яркост) наблюдения, както и спектроскопични наблюдения, които елиминират затъмняващите бинарни звезди.
След два месеца екипът се зае с най-обещаващия кандидат. Спектроскопични наблюдения с висока разделителна способност от Торес и Созетти, използващи време, осигурено от НАСА на 10-метров телескоп Keck I с диаметър в Хавай, заложиха на случая.
„Без тази последваща работа фотометричните проучвания не могат да кажат кои от техните кандидати всъщност са планети. Доказателството за пудинга е орбита за родителската звезда и ние получихме това с помощта на метода на Доплер. Ето защо наблюденията на Кек върху тази звезда бяха толкова важни, за да докажат, че ние открихме истинска планетарна система “, казва съавторът Дейвид Латъм (CfA).
Забележително нормално
Планетата, наречена TrES-1, много прилича на Юпитер по маса и размер (диаметър). Вероятно става въпрос за газов гигант, съставен главно от водород и хелий, най-често срещаните елементи във Вселената. Но за разлика от Юпитер, той орбитира много близо до своята звезда, придавайки му температура около 1500 градуса F.
Астрономите са особено заинтересовани от TrES-1, тъй като неговата структура е толкова добре съгласувана с теорията, за разлика от първата открита транзитна планета HD 209458b. Последният свят съдържа приблизително същата маса като TrES-1, но въпреки това е с около 30% по-голям размер. Дори близостта му до звездата и придружаващата го топлина не обясняват толкова големи размери.
„Намирането на TrES-1 и виждането колко нормално е това ни кара да подозираме, че HD 209458b е„ странна “планета“, казва Чарбоно.
TrES-1 обикаля около звездата си на всеки 72 часа, поставяйки я сред група от подобни планети, известни като „горещи юпитери“. Такива светове вероятно са се образували много по-далеч от своите звезди и след това са мигрирали навътре, измивайки всички други планети в процеса. Многото планетарни системи, за които е установено, че съдържат горещи юпитери, показват, че нашата Слънчева система може да е необичайна заради сравнително тихата си история.
Както близката орбита на TrES-1, така и нейната история на миграция правят малко вероятно да притежава никакви луни или пръстени. Независимо от това, астрономите ще продължат да изследват внимателно тази система, тъй като прецизните фотометрични наблюдения могат да открият луни или пръстени, ако съществуват. В допълнение, подробните спектроскопични наблюдения могат да дадат улики за присъствието и състава на атмосферата на планетата.
Документът, описващ тези резултати, е автор на: Рой Алонсо (IAC); Тимоти М. Браун (NCAR); Гилермо Торес и Дейвид У. Латъм (CfA); Алесандро Созетти (Университет в Питсбърг / CfA); Георги Мандушев (Лоуел), Хуан А. Белмонте (IAC); Дейвид Чарбоно (CfA / Caltech); Ханс Дж. Дийг (IAC); Едуард У. Дъмъм (Лоуъл); Франсис Т. О'Донован (Калтех); и Робърт Стефаник (CfA).
Това съвместно съобщение се издава едновременно от CfA, IAC, NCAR, University of Pittsburgh и Lowell Observatory.
The W.M. Обсерваторията Кек се управлява от Калифорнийската асоциация за изследвания в астрономията, научно партньорство на Калифорнийския технологичен институт, Калифорнийския университет и Националната администрация по аеронавтика и космос.
Със седалище в Кеймбридж, Масачузетс, Центърът за астрофизика в Харвард-Смитсониан (CfA) е съвместно сътрудничество между Смитсоновската астрофизична обсерватория и обсерваторията на Харвардския колеж. Учените от CfA, организирани в шест изследователски отдела, изучават произхода, еволюцията и крайната съдба на Вселената.
Оригинален източник: Harvard CfA News Release
