Зображення художника 51 Пегасі б, першої екзопланети, яка виявила орбіту зірки, схожої на сонце.
(Зображення: © NASA / JPL-Caltech)
Пол М. Саттер є астрофізиком в Державний університет штату Огайо, господар Запитайте космонавта і Космічне радіота автор "Ваше місце у Всесвіті."Саттер зробив внесок у цю статтю Голоси експертів Space.com: Op-Ed & Insights.
The остання Нобелівська премія з фізики був розбитий між Джимом Піблзсом, космологом-екстраординарним, та парою швейцарських астрономів, Мішель Мер та Дідьє Келоз.
Мер та Келоз знайшли перше екзопланета на орбіті зірки, схожої на сонце, що було знаменним відкриттям з двох причин: це остаточно показало, що сонце не єдина зірка, яка приймає сімейство планет (те, що ми давно рахували, але ніколи не демонстрували), а також що Всесвіт насправді , дійсно дивно.
Пульсуючий старт
Уважний читач зауважить у параграфі вище, що я був дуже чіткий у своїй формулюванні: Мер та Келоз виявили першу екзопланету на орбіті сонячний зірка, а не та Перша екзопланета сама. Ця заслуга належить Олександру Волацзану та Дейлу Фрейлу у 1992 році. Насправді вони уклали угоду «один на один», виявивши дві планети, що обертаються навколо однієї зірки.
Але та зірка була зовсім не схожа на наше сонце. Це було пульсар, швидко обертається, щільне серцевина, що залишилася, від колись гігантської зірки. Цей пульсар регулярно розповзав би промінь випромінювання над Землею, як моргання далекого маяка - звідси і назва пульсар. Коли екзопланети орбітували навколо цього мертвого ядра, вони обережно билися за пульсаром, роблячи його хитання, що призвело до тонких змін частот пульсарних бризок тут, на Землі.
Хоча це була головна знахідка для астрономії, це було не саме те, що ми шукали. Ми хотіли знати - і все ще хочемо знати - чи є там ще одна Земля. І хоча концепція планет, що пережили детонацію наднової сверхнової, і все ще обертається навколо ядра, залишається пікантною проблемою, це не допомагає нам безпосередньо в нашому полюванні. Більше того, техніка, що використовується на пульсарі, спиралася на регулярні частоти його імпульсів, трюк, який ми не могли використати на звичайних зірках.
Зробити це мейнстрімом
Натомість нам довелося спостерігати, як самі зірки хитаються, і лише через кілька років астрономи вдосконалили технологію для проведення цього вимірювання.
Технологія спиралася на спектрометр, прилад для розбиття світла з далекого джерела на його безліч компонентів (по суті, дуже наукова веселка). За допомогою цього спектру такі астрономи, як мер та Келоз, могли знайти підписи відомих елементів, як водень та вуглець, із відбитків пальців, які вони залишають у спектрі. Звідти вони могли день у день дивитись на зірку, шукаючи змін у спектрі.
І ті зміни в спектрі могли виявити рух зірки через доплерівську зміну. Той самий зсув, який викликає приплив швидкої допомоги змінювати крок, коли він проходить повз вас, трапляється на світ. Коли джерело рухається до вас, світло переміщується у бік більш високих, синіших частот, а коли джерело віддаляється від вас, воно опускається до нижчих, червоніших частот.
Це була не нова техніка; астрономи майже двісті років вимірюють доплерівський зсув зірок.
Але в 1995 році мер і Келоз зробили це на крок далі, піднявши точність свого інструменту на нові рівні, залишаючись на огляді навіть самих хвилинних змін.
Якщо планета обертається навколо зірки, сила тяжіння з цієї планети тягне за собою зірку, як повідок на вперту собаку. Зірка не буде рухатися багато - зірки зазвичай переважують свої планети на кілька порядків - але вони все одно рухатимуться, сподіваємось, виявляється. А в 1995 році пара майбутні - Нобелівські переможці прибивали це, що підтверджує безпомилкове коливання в спектрі зірки 51 Пегасі, коливання, яке могло викликати лише відносно невеликий, небачений супутник - екзопланета на орбіті.
Нудно найкраще
Про 51 Пегасі немає нічого особливо примітного, і саме це робить відкриття екзопланети там таким чудовим. Це просто звичайна, щоденна зірка, що працює на млині, яка сидить приблизно на 50 світлових років, масою приблизно на 10% більше, ніж Сонце, і віком, що на трохи більше, ніж у кілька мільярдів років, у 6 мільярдів років.
Це нормальна зірка, яка живе нормальним зоряним життям, принаймні одна планета знаходиться на орбіті навколо неї. Так само, як наше сонце.
Відкриття міським головою та Келозом спричинило нову еру полювання на екзопланети, що призвело до сотні, а зрештою і тисяч, підтверджених виявлень екзопланет. Зараз вони настільки звичні, що повідомлення рідко навіть потрапляють у новини, і лише питання часу, коли ми знайдемо близнюка, схожого на Землю.
Комусь подобається гарячий Юпітер
Але планета, що обертається навколо 51 Пегасі, - це не що інше, як ми бачимо у нашій Сонячній системі, і це було настільки дивно, що однією з перших реакцій на її відкриття було викинути результат взагалі як мотлох.
Але результат мера і Квелоза був незаперечним, і нам довелося протистояти тій дійсності, яку нам подарував 51 Пегасі. Його планета, яка отримала назву в той час 51 Пегасі б і тепер Міжнародний астрономічний союз отримав ім'я Дімідій (хоча деякі астрономи чіпляються за його неофіційну назву Беллерофон), це досить типовий газовий гігант, приблизно вдвічі менший за Юпітер або в 150 разів більший за масу Землі.
І він обходить близько 8 мільйонів миль від своєї материнської зірки.
У контексті це більше ніж у сім разів ближче, ніж Меркурій до нашого сонця.
Як масивний газовий гігант, який може утворюватися лише на околицях Сонячної системи, де є достатня кількість сировини, щоб насипати планету до таких масштабних розмірів, так незручно наблизився до свого батька? Ми все ще не зовсім впевнені, але ми придумали класну назву для них: гарячі Юпітери.
З одним завзятим спостереженням, мер та Квелоз вирішили два трюки. Вони розпочали нову еру досліджень астрономії в екзопланетах, і вони перешкодили зрозуміти, як формуються планети. Недарма вони виграли Нобелівську премію.
- Найстрашніші чужорідні планети в картинках
- Надзвичайно гаряче і неймовірно близько: як гарячі юпітери не піддаються теорії
- 10 екзопланет, які могли б приймати чуже життя
Ви можете слухати підкаст Ask A Spaceman наiTunesта в Інтернеті за адресою http://www.askaspaceman.com. Задайте своє власне запитання у Twitter, використовуючи #AskASpaceman або дотримуючись Пола @PaulMattSutter і facebook.com/PaulMattSutter. Слідкуйте за нами у Twitter @Spacedotcom або Facebook.
