În urmă cu cincisprezece ani, cele mai mari telescoape din lume trebuiau încă să localizeze o planetă orbitând pe o altă stea. Astăzi, telescoapele nu mai mari decât cele disponibile în magazinele mari se dovedesc capabile să detecteze lumi necunoscute anterior. O planetă nouă detectată de un telescop mic, de 4 inci diametru, demonstrează că ne aflăm la cuspa unei noi epoci a descoperirii planetei. În curând, noile lumi pot fi localizate într-un ritm accelerat, aducând detectarea primei lumi de pe Pământ cu un pas mai aproape.
„Această descoperire demonstrează că chiar și telescoapele umile pot aduce contribuții uriașe la căutările pe planete”, spune Guillermo Torres de la Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian (CfA), coautor al studiului.
Acest studiu de cercetare va fi postat online la http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 și va apărea într-un număr viitor al The Astrophysical Journal Letters.
Aceasta este prima descoperire extrasolară a planetei făcută printr-un sondaj dedicat a mii de stele relativ strălucitoare în regiuni mari ale cerului. Acesta a fost realizat folosind Trans-Atlantic Exoplanet Survey (TrES), o rețea de telescoape mici, relativ ieftine, concepute pentru a arăta special pentru planete care orbitează stele strălucitoare. O echipă de oameni de știință co-conduși de David Charbonneau (CfA / Caltech), Timothy Brown de la Centrul Național de Cercetare Atmosferică (NCAR) și Edward Dunham de la Lowell Observatory au dezvoltat rețeaua TrES. Suportul inițial pentru rețeaua TrES a provenit de la Jet Propulsion Laboratorul NASA și Institutul Tehnologic din California.
„A fost nevoie de mai multe doctorate. oamenii de știință care lucrează cu normă întreagă pentru a dezvolta metodele de analiză a datelor pentru acest program de căutare, dar echipamentul în sine folosește componente simple, în afara raftului ”, spune Charbonneau.
Deși micile telescoape ale rețelei TrES au făcut descoperirea inițială, au fost necesare observații de monitorizare la alte facilități. Observații la W.M. Observatorul Keck care, pentru Universitatea din California, Caltech și NASA, operează cele mai mari două telescoape din lume din Hawaii, au fost deosebit de cruciale pentru confirmarea existenței planetei.
Planet Shadows
Noua planetă este un gigant de gaz de dimensiunea Jupiter care orbitează pe o stea situată la aproximativ 500 de ani-lumină de Pământ în constelația Lyra. Această lume își înconjoară steaua la fiecare 3,03 zile la o distanță de doar 4 milioane de mile, mult mai aproape și mai rapid decât planeta Mercur din sistemul nostru solar.
Astronomii au folosit o tehnică inovatoare pentru a descoperi această lume nouă. A fost găsită prin „metoda de tranzit”, care caută o scufundare în luminozitatea unei stele atunci când o planetă traversează direct în fața stelei și aruncă o umbră. O planetă cu dimensiunea Jupiter blochează doar aproximativ 1/100 din lumină de la o stea asemănătoare Soarelui, dar asta este suficient pentru a o detecta.
Pentru a avea succes, căutările de tranzit trebuie să examineze multe stele, deoarece vedem un tranzit doar dacă un sistem planetar este situat aproape la marginea liniei noastre de vedere. În prezent, sunt în curs de desfășurare o serie de căutări de tranzit diferite. Cei mai mulți examinează zonele limitate ale cerului și se concentrează pe stele mai slabe, deoarece acestea sunt mai frecvente, crescând astfel șansele de a găsi un sistem de tranzit. Cu toate acestea, rețeaua TrES se concentrează pe căutarea stelelor mai strălucitoare în versiunile mai mari ale cerului, deoarece planetele care orbitează stele luminoase sunt mai ușor de studiat direct.
„Tot ce trebuie să lucrăm este lumina care vine de la stea”, spune Brown. „Este mult mai greu să înveți ceva când stelele leșinează.”
„Este aproape paradoxal faptul că telescoapele mici sunt mai eficiente decât cele mai mari dacă folosești metoda de tranzit, deoarece trăim într-o perioadă în care astronomii planifică deja telescoape cu diametrul de 100 de metri”, spune autorul principal Roi Alonso de la Institutul Astrofizic al Canarii (IAC), care au descoperit noua planetă.
Cele mai cunoscute planete extrasolare au fost găsite folosind „metoda Doppler”, care detectează efectul gravitațional al unei planete pe steaua sa, spectroscopic, prin ruperea luminii stelei în culorile sale componente. Cu toate acestea, informațiile care pot fi obținute despre o planetă folosind metoda Doppler sunt limitate. De exemplu, doar o limită inferioară a masei poate fi determinată, deoarece unghiul la care vedem sistemul este necunoscut. Un pitic maron de masă înaltă a cărui orbită este foarte înclinată spre linia noastră vizuală produce același semnal ca o planetă cu masă mică care este aproape marginală.
„Când astronomii găsesc o planetă tranzitorie, știm că orbita ei este în esență extremă, deci putem calcula masa ei exactă. Din cantitatea de lumină pe care o blochează, învățăm dimensiunea fizică. Într-un singur caz, am reușit chiar să detectăm și să studiem atmosfera unei planete uriașe ”, spune Charbonneau.
Sortarea suspiciunilor
Sondajul TrES a examinat aproximativ 12.000 de stele în 36 de grade pătrate ale cerului (o suprafață jumătate din dimensiunea vasului Big Dipper). Roi Alonso, un student absolvent al lui Brown, a identificat 16 posibili candidați pentru tranzitele planetei. „Sondajul TrES ne-a oferit linia noastră inițială de suspecți. Apoi, a trebuit să facem multe observații pentru a elimina impostorii ”, spune coautorul Alessandro Sozzetti (Universitatea din Pittsburgh / CfA).
După ce au întocmit lista de candidați la sfârșitul lunii aprilie, cercetătorii au folosit telescoape la Observatorul Whipple al CfA din Arizona și Observatorul Oak Ridge din Massachusetts pentru a obține observații fotometrice suplimentare (luminozitate), precum și observații spectroscopice care au eliminat stelele binare eclipsante.
În doar două luni, echipa a înregistrat zero pe cel mai promițător candidat. Observații spectroscopice de înaltă rezoluție realizate de Torres și Sozzetti, folosind timpul oferit de NASA pe telescopul Keck I de 10 metri în Hawaii, au rezolvat cazul.
„Fără această activitate de urmărire, sondajele fotometrice nu pot spune care dintre candidații lor sunt de fapt planete. Dovada budinței este o orbită a stelei părinte și am obținut-o folosind metoda Doppler. Acesta este motivul pentru care observațiile Keck ale acestei stele au fost atât de importante în dovedirea faptului că am găsit un adevărat sistem planetar ", spune coautorul David Latham (CfA).
Remarcabil de normal
Planeta, numită TrES-1, seamănă foarte mult cu Jupiter în masă și dimensiune (diametru). Este probabil să fie un gigant al gazului compus în principal din hidrogen și heliu, elementele cele mai frecvente din Univers. Spre deosebire de Jupiter, acesta orbitează foarte aproape de steaua sa, oferindu-i o temperatură de aproximativ 1500 de grade F.
Astronomii sunt deosebit de interesați de TrES-1, deoarece structura sa este de acord atât de bine cu teoria, spre deosebire de prima planetă tranzitorie descoperită, HD 209458b. Cea din urmă lume conține aproximativ aceeași masă ca TrES-1, dar are o dimensiune cu aproximativ 30% mai mare. Nici măcar apropierea de stea și căldura însoțitoare nu explică o dimensiune atât de mare.
„Găsirea TrES-1 și a vedea cât de normal este ne face să bănuim că HD 209458b este o planetă„ ciudată ”, spune Charbonneau.
TrES-1 își orbitează steaua la fiecare 72 de ore, plasându-l într-un grup de planete similare cunoscute sub numele de „Jupiteri fierbinți”. Astfel de lumi s-au format mult mai departe de stelele lor și apoi au migrat spre interior, măturând orice alte planete din proces. Numeroasele sisteme planetare găsite care conțin Jupiteri fierbinți indică faptul că sistemul nostru solar poate fi neobișnuit pentru istoria sa relativ liniștită.
Atât orbita strânsă a TrES-1, cât și istoricul migrației sale face puțin probabil să dețină vreo lună sau inel. Cu toate acestea, astronomii vor continua să examineze îndeaproape acest sistem, deoarece observații fotometrice precise pot detecta lunile sau inelele, dacă există. În plus, observații spectroscopice detaliate pot oferi indicii despre prezența și compoziția atmosferei planetei.
Lucrarea care descrie aceste rezultate este scrisă de: Roi Alonso (IAC); Timothy M. Brown (NCAR); Guillermo Torres și David W. Latham (CfA); Alessandro Sozzetti (Universitatea din Pittsburgh / CfA); Georgi Mandushev (Lowell), Juan A. Belmonte (IAC); David Charbonneau (CfA / Caltech); Hans J. Deeg (IAC); Edward W. Dunham (Lowell); Francis T. O’Donovan (Caltech); și Robert Stefanik (CfA).
Acest anunț comun este emis simultan de CfA, IAC, NCAR, Universitatea din Pittsburgh și Lowell Observatory.
W.M. Observatorul Keck este operat de Asociația California pentru Cercetări în Astronomie, un parteneriat științific al Institutului de Tehnologie din California, Universității din California și Administrației Naționale de Aeronautică și Spațiu.
Cu sediul central în Cambridge, Mass., Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică (CfA) este o colaborare comună între Smithsonian Astrophysical Observatory și Harvard College Observatory. Oamenii de știință CfA, organizați în șase divizii de cercetare, studiază originea, evoluția și soarta finală a universului.
Sursa originală: Comunicat de presă Harvard CfA
