Umělecké zobrazení 51 Pegasi b, první exoplanet našel obíhající kolem sluneční hvězdy.
(Obrázek: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter je astrofyzik na Státní univerzita v Ohiu, hostitel Zeptejte se Spacemana a Vesmírné rádio, a autorVaše místo ve vesmíru.„Sutter přispěl k tomuto článku Odborné hlasy Space.com: Op-Ed & Insights.
nejnovější Nobelova cena ve fyzice byl rozdělen mezi Jim Peebles, kosmologa extraordinaire, a pár švýcarských astronomů, Michel Mayor a Didier Queloz.
Starosta a Queloz našli první exoplanet obíhající kolem hvězdy podobné slunci, což byl mezník objev ze dvou důvodů: přesvědčivě ukázalo, že slunce není jedinou hvězdou, která hostila rodinu planet (něco, co jsme si dlouho představovali, ale nikdy jsme neprokázali), a také, že vesmír je opravdu , vážně divné.
Pulzující start
Pečlivý čtenář si v odstavci výše všimne, že jsem byl ve svém znění velmi jasný: Starosta a Queloz objevili první exoplanet obíhající kolem slunečno hvězda, ne první exoplanet sám. Tento kredit jde v roce 1992 do Aleksander Wolazczan a Dale Frail. Ve skutečnosti dostali dohodu dva za jednoho a našli dvě planety obíhající stejnou hvězdu.
Ale ta hvězda byla úplně na rozdíl od našeho slunce. Bylo to pulsar, rychle se otáčející, husté zbytkové jádro kdysi obří hvězdy. Ten pulsar by pravidelně stříkal paprsek záření na Zemi, jako blikání vzdáleného majáku - odtud jméno pulsar. Když se exoplanety obíhaly kolem tohoto mrtvého jádra, jemně zatahaly za pulsar, takže se kroutily, což by vedlo k jemným změnám v četnosti pulsarů šplouchajících tady na Zemi.
I když to byl hlavní nález astronomie, nebylo to přesně to, co jsme hledali. Chtěli jsme vědět - a stále chceme vědět - jestli tam je jiná Země. A zatímco koncepce planet přežívajících detonaci supernovy a stále obíhající po zbytku jádra je šťavnatým problémem, který je třeba překonat, přímo nám v našem lovu nepomáhá. Technika použitá na pulsaru se navíc opírala o pravidelné frekvence jejích pulzů, což je trik, který jsme nemohli použít na pravidelné hvězdy.
Díky tomu je mainstream
Místo toho jsme se museli dívat, jak se hvězdy kroutí, a až o několik let později astronomové zdokonalili technologii, aby provedli toto měření.
Tato technologie se opírala o spektrometr, zařízení pro rozdělování světla ze vzdáleného zdroje na jeho množství komponent (v podstatě velmi vědecká duha). S tímto spektrem mohli astronomové jako Mayor a Queloz najít podpisy známých prvků, jako je vodík a uhlík, z otisků prstů, které zanechávají ve spektru. Odtamtud mohli den za dnem hledět na hvězdu a hledat změny ve spektru.
A tyto změny ve spektru by mohly odhalit pohyb hvězdy přes Dopplerovu směnu. Stejný posun, který způsobí, že nářek sanitky změní hřiště, když prochází kolem vás, se stane světlem. Když se zdroj pohybuje směrem k vám, světlo se posune směrem k vyšším, modřejším frekvencím a když se zdroj vzdálí od vás, klesne na nižší, červenější frekvence.
Nebyla to nová technika; Astronomové měřili Dopplerův posun hvězd téměř dvě stě let.
Ale v roce 1995 to starosta a Queloz pokročili o krok dále, zvýšili přesnost svého nástroje na nové úrovně a zůstali na pozoru i pro ty nejmenší změny.
Pokud planeta obíhá kolem hvězdy, gravitace z této planety bude tahat hvězdu jako vodítko na tvrdohlavém psovi. Hvězda se nebude moc hýbat - hvězdy obvykle převáží nad jejich planetami o několik řádů - ale stále se budou pohybovat, doufejme, že zjistitelným způsobem. A v roce 1995 pár vítězové budoucích nositelů Nobelovy ceny, čímž se potvrdil nezaměnitelný kmitání tam a zpět ve spektru hvězdy 51 Pegasi, kolísání, které mohlo být způsobeno pouze relativně malým, neviditelným společníkem - exoplaneta na oběžné dráze.
Nudné je nejlepší
Na Pegasimu není nic zvláštního, a proto je objev exoplanety tak pozoruhodný. Je to jen běžná každodenní hvězda mlýna, sedící asi 50 světelných let daleko, s hmotností o 10% více než slunce a věkem jen o trochu vyšším ve věku 6 miliard let.
Je to normální hvězda, žijící normální hvězdný život, s kolem ní alespoň jedna planeta. Stejně jako naše slunce.
Objev starosty a Queloze předznamenal nový věk lovu exoplanet, který vedl ke stovkám a nakonec tisícům potvrzených detekcí exoplanet. Nyní jsou tak běžní, že oznámení se jen zřídka dostávají do zpráv, a je jen otázkou času, než najdeme dvojče podobné Zemi.
Někteří mají rádi horkou Jupiter
Ale planeta obíhající 51 Pegasi není nic jako to, co vidíme v naší sluneční soustavě, a bylo tak překvapivé, že jednou z prvních reakcí na její objev bylo vyhodit výsledek úplně jako nevyžádanou.
Ale výsledek starosty a Queloze byl nesporný a my jsme museli konfrontovat skutečnost, kterou nám 51 Pegasi představil. Jeho planeta, v té době dabovaná 51 Pegasi b a nyní dostal jméno Dimidium podle Mezinárodní astronomické unie (ačkoli někteří astronomové se drželi svého neformálního jména Bellerophon), je to docela typický plynový gigant, asi polovina hmotnosti Jupiteru, nebo 150násobek hmotnosti Země.
A obíhá pouhých 5 miliónů kilometrů od své mateřské hvězdy.
Z kontextu je to více než sedmkrát blíž než Merkur k našemu slunci.
Jak obrovský plynový gigant, který se může tvořit pouze na okraji sluneční soustavy, kde je dost surovin na to, aby hromadil planetu v tak obrovských rozměrech, se tak nepříjemně přiblížil rodiči? Stále si nejsme úplně jisti, ale vymysleli jsme pro ně cool jméno: horké Jupitery.
Starosta a Queloz s jedním věnovaným pozorováním stáhli dva triky. Zahájili novou éru astronomického výzkumu v exoplanetách a podpořili desetiletí porozumění tomu, jak se planety tvoří. Není divu, že získali Nobelovu cenu.
- Nejpodivnější mimozemské planety v obrazech
- Extrémně horké a neuvěřitelně blízké: Jak horké Jupitery vzdorují teorii
- 10 exoplanet, které by mohly hostit cizí život
Můžete si poslechnout podcast Ask A Spaceman oniTunesa na webu na adrese http://www.askaspaceman.com. Zeptejte se na Twitteru pomocí #AskASpaceman nebo sledováním Paula @PaulMattSutter a facebook.com/PaulMattSutter. Sleduj nás na Twitteru @Spacedotcom nebo Facebook.
