Obrazový kredit: ESA
Astronomové z University of Texas v Austinu věří, že přišli na levný způsob, jak hledat extrasolarní planety. Ačkoli tento proces pravděpodobně zničí vnitřní planety, vnější planety pravděpodobně zůstanou stále na oběžné dráze kolem hvězdy. O těchto bílých trpaslících je známo, že pulzují specifickou rychlostí, takže gravitace planety pohybující se kolem hvězdy by měla ovlivnit tuto tepovou frekvenci o minutové množství, které by mělo být detekovatelné levnými dalekohledy založenými na Zemi.
University of Texas v Austinu astronomové vynalezli levnou metodu k určení, zda existují jiné solární systémy, jako je naše vlastní.
Mezi více než 100 hvězdami, o nichž je dnes známo, že mají planety, astronomové našli jen málo podobných systémů jako naše. Není známo, zda je to kvůli technologickým omezením nebo je náš systém skutečně vzácnou konfigurací. Astronomové observatoře McDonald? nová metoda vyhledávání používá dalekohled z doby deprese, spojený se současnou technologií.
Astronomové Don Winget a Edward Nather, postgraduální studenti Fergal Mullally a Anjum Mukadem a kolegové hledají „zbytky“ solárních systémů, jako jsou ty naše. Jejich metoda hledá kousky takové sluneční soustavy poté, co její hvězda zemřela, a využila zvláštnost starodávných vyhořelých sluncí zvaných „bílé trpaslíky“.
Zapojeni jsou také astronomové University of Texas Bill Cochran a Ted von Hippel a S.O. Keplerova brazilská federální univerzita v Rio Grande dol Sul a Antonio Kanaan z brazilské federální univerzity v Santa Catarině.
Astronomové vědí, že když hvězdy podobné Slunci spotřebují své jaderné palivo, jejich vnější vrstvy se rozšíří a hvězda se stane hvězdou „červeného obra“. Když se to stane Slunci, asi za pět miliard let očekávají, že polkne Merkur a Venuši, možná ne úplně na Zemi. Pak Slunce odfoukne své vnější vrstvy a bude existovat několik tisíc let jako krásná, moudrá planetární mlhovina. Zbytkem jádra Slunce pak bude bílý trpaslík, husté, stmívatelné škváry o velikosti Země. A co je nejdůležitější, bude to pravděpodobně stále obíhat vnější planety naší sluneční soustavy.
Jakmile systém podobný Slunci dosáhne tohoto stavu, tým Winget to možná najde. Jejich metoda je založena na více než třech desetiletích výzkumu variability (tj. Změn jasu) bílých trpaslíků. Na začátku 80. let astronomové University of Texas zjistili, že někteří bílí trpaslíci se v pravidelných výbuchech liší nebo „pulzují“. Nedávno Winget a jeho kolegové zjistili, že asi jedna třetina těchto pulzujících bílých trpaslíků (PWD) jsou spolehlivější časoměřiči než atomové hodiny a většina milisekundových pulsarů.
Tyto pulzy jsou klíčem k detekci planet. Planety obíhající kolem stabilní hvězdy PWD budou mít vliv na pozorování jejího měření času a zdá se, že způsobují periodické změny ve vzorcích pulzů přicházejících od hvězdy. To proto, že planeta obíhající kolem PWD táhne hvězdu kolem, jak se pohybuje. Změna vzdálenosti mezi hvězdou a Zemí změní dobu potřebnou k tomu, aby světlo z pulzací dosáhlo Země. Protože pulsy jsou velmi stabilní, astronomové mohou vypočítat rozdíl mezi pozorovaným a očekávaným časem příjezdu pulsů a odvodit přítomnost a vlastnosti planety. (Tato metoda je podobná metodě používané při objevech tzv. „Pulsarových planet“. Rozdíl je v tom, že se pulsarští společníci netvořili se svými hvězdami, ale až poté, co tyto hvězdy explodovaly v supernovách.)
"Toto hledání bude citlivé na bílé trpaslíky, které byly zpočátku jednou až čtyřikrát hmotnější než Slunce, a mělo by být schopné detekovat planety v rozmezí dvou až 20 AU od jejich mateřské hvězdy." To znamená, že budeme zkoumat uvnitř obyvatelné zóny nějaké hvězdy, “řekl Winget. (AU, nebo astronomická jednotka, je vzdálenost mezi Zemí a Sluncem.) „V zásadě je detekování Jupitera v Jupiterově vzdálenosti touto technikou snadné. Je to kachní polévka, “řekl.
Snadné, ale ne rychlé. Vnější planety, obíhající kolem svých hvězd na velké vzdálenosti, mohou dokončit jednu oběžnou dráhu déle než deset let. Proto může trvat mnoho let pozorování, než se definitivně odhalí planeta obíhající kolem bílého trpaslíka.
"Musíte hledat dlouhou dobu po plné oběžné dráze," řekl Winget. "Polovina orbit nebo třetina orbity nám řekne, že se tam něco děje." Ale pro planetu ve vzdálenosti Jupitera je ještě půl roku na oběžné dráze. “ Winget dodal, že pro tuto metodu „detekce Jupitera v Uranu? vzdálenost je snazší, ale trvá ještě déle. “
Pro hledání planet PWD vytvořila Nather nový specializovaný nástroj pro dalekohled Otto Struve dalekohledu McDonald's Observatory s 2,1 metry. Spolu s Mukadamem navrhli a postavili nástroj s názvem Argos, který měří množství světla přicházejícího z cílových hvězd. Konkrétně je Argos „CCD fotometrem“? čítač fotonů, který používá k záznamu snímků zařízení s nábojem. Argos se nachází v hlavním zaměření Struve Telescope a nemá jinou optiku než primární zrcadlo 2,1 metru. Kopie Argosu se nyní staví v jiných observatořích po celém světě.
Mullally pokračuje v hledání planet kolem bílých trpaslíků s Argosem na Struve Telescope. Má 22 cílových hvězd, z nichž většina byla identifikována Sloan Digital Sky Survey. Když tým najde nadějné kandidáty na planetu s Argosem, budou sledovat pomocí 9,2-metrového Hobby-Eberly Telescope (HET) na McDonald Observatory.
"Pokud najdeme velké planety obíhající na velké vzdálenosti, je to dobré vodítko, že by mohly být blíže menší planety. V tom případě to, co uděláte, je pouštět se do cíle s největším dalekohledem, ke kterému máte přístup," řekl Winget . HET umožní přesnější načasování pulsů PWD, a tak bude možné určit menší planety.
Toto hledání bude moci studovat typy hvězd, které nelze studovat metodou dopplerové spektroskopie? nejúspěšnější metoda vyhledávání planet dosud? Řekl Winget. Kvůli idiosynkrasím ve složení hvězd podobných Slunci není metoda dopplerovské spektroskopie příliš citlivá při hledání planet kolem hvězd dvakrát tak masivních než Slunce. Zhruba polovina hvězd v Wingetově studii budou bílí trpaslíci, kteří byli původně těmito typy hvězd. Z tohoto důvodu může být studie PWD na McDonaldu nápomocná při skautingu a hodnocení cílů a pozorování strategií pro vesmírné mise NASA plánované v příštích dvou desetiletích, konkrétně kosmická interferometrická mise, průzkumník pozemských planet a Kepler.
Tento výzkum je financován z grantu NASA Origins a z grantu State Research Texas od státu Texas. Prostřednictvím financování od agentury Texas Higher Education Agency se do tohoto výzkumu přímo zapojili dva středoškolští učitelé (Donna Slaughter ze Stony Point High School v Round Rock, Texas a Chris Cotter z Lanier High School v Austinu). V současné době probíhají plány na rozšíření tohoto zapojení na další učitele a studenty v jejich učebnách tím, že přivedou vědu, vědce a observatoř přímo do učebny pomocí internetu. Cotter a jeho kolegové na Lanier High School se podílejí na testování této koncepce s Mullally.
Původní zdroj: McDonald Observatory News Release
