П'ятнадцять років тому найбільші телескопи у світі ще не повинні знаходити планету, яка обертається навколо іншої зірки. Сьогодні телескопи, не більші, ніж у універмагів, виявляють здатність помітити раніше невідомі світи. Ново знайдена планета, виявлена маленьким телескопом діаметром 4 дюйма, демонструє, що ми знаходимося в кроці нового часу відкриття планети. Незабаром нові світи можуть розташовуватися прискорюючими темпами, наближаючи виявлення першого світу розміром із Землею на крок ближче.
"Це відкриття демонструє, що навіть скромні телескопи можуть внести величезний внесок у пошуки планети", - говорить Гільєрмо Торрес з Гарвардсько-Смітсонівського центру астрофізики (CfA), співавтор дослідження.
Це дослідження буде розміщено в Інтернеті за адресою http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 і з’явиться у наступному випуску «Астрофізичного журналу».
Це найперше відкриття позасонячної планети, проведене спеціальним опитуванням багатьох тисяч відносно яскравих зірок у великих регіонах неба. Він був зроблений за допомогою опитування Трансатлантичної екзопланети (TrES), мережі невеликих порівняно недорогих телескопів, розроблених спеціально для пошуку планет, що обертаються навколо яскравих зірок. Команда вчених під керівництвом Девіда Чарбонно (CfA / Caltech), Тімоті Брауна з Національного центру атмосферних досліджень (NCAR) та Едварда Данхема з обсерваторії Лоуелл розробила мережу TrES. Початкова підтримка мережі TrES отримала лабораторія реактивного руху НАСА та Каліфорнійський технологічний інститут.
«Знадобилося кілька кандидатів наук. Вчені працюють повний робочий день для розробки методів аналізу даних для цієї пошукової програми, але саме обладнання використовує прості, нестандартні компоненти », - каже Шарбонно.
Незважаючи на те, що невеликі телескопи мережі TrES зробили першочергове відкриття, необхідні подальші спостереження на інших об'єктах. Спостереження на W.M. Обсерваторія Кека, яка для Каліфорнійського університету, Калтеху та НАСА керує двома найбільшими у світі телескопами на Гаваях, була особливо важливою для підтвердження існування планети.
Планети Тіні
Новомодна планета - газовий гігант розміром Юпітера, що обертається навколо зірки, розташованої приблизно за 500 світлових років від Землі в сузір'ї Ліри. Цей світ об'їжджає свою зірку кожні 3.03 дня на відстані лише 4 мільйони миль, набагато ближче та швидше, ніж планета Меркурій у нашій Сонячній системі.
Астрономи використовували інноваційну техніку для відкриття цього нового світу. Це було виявлено "транзитним методом", який шукає занурення в яскравість зірки, коли планета перетинається прямо перед зіркою і кидає тінь. Планета розміром з Юпітером блокує лише близько 1/100-го світла від сонця, схожої на Сонце, але цього достатньо, щоб зробити його помітним.
Щоб досягти успіху, транзитний пошук повинен оглянути багато зірок, тому що ми бачимо транзит лише в тому випадку, якщо планетарна система розташована майже на межі нашої точки зору. Зараз триває ряд різних пошукових пошуків. Більшість досліджують обмежені ділянки неба і зосереджуються на слабких зірках, оскільки вони є більш поширеними, тим самим збільшуючи шанси знайти транзитну систему. Однак мережа TrES концентрується на пошуку яскравих зірок у більшій смузі неба, оскільки планети, що обертаються навколо яскравих зірок, простіше вивчити безпосередньо.
"Все, з чим ми маємо працювати, - це світло, яке виходить від зірки", - каже Браун. "Набагато важче навчитися чомусь, коли зірки слабкі."
"Практично парадоксально, що маленькі телескопи ефективніші, ніж найбільші, якщо використовувати транзитний метод, оскільки ми живемо в той час, коли астрономи вже планують телескопи діаметром 100 метрів", - каже головний автор Рой Алонсо з Астрофізичного інституту Канарські острови (IAC), які відкрили нову планету.
Найбільш відомі екстрасолярні планети були знайдені за допомогою "доплерівського методу", який виявляє гравітаційний вплив планети на її зірку спектроскопічно, розбиваючи світло зірки на її складові кольори. Однак інформація, яку можна отримати про планету за допомогою методу Доплера, обмежена. Наприклад, можна визначити лише нижню межу маси, оскільки кут, під яким ми бачимо систему, невідомий. Коричневий карлик високої маси, орбіта якого дуже нахилена до нашої лінії зору, видає такий же сигнал, що і планета з низькою масою, що майже на межі.
"Коли астрономи знаходять перехідну планету, ми знаємо, що її орбіта по суті є межею, тому ми можемо обчислити її точну масу. З тієї кількості світла, яку він блокує, ми дізнаємось його фізичні розміри. В одному випадку ми навіть змогли виявити та вивчити атмосферу гігантської планети ", - каже Шарбонно.
Сортування підозрюваних
Дослідження TrES дослідило приблизно 12 000 зірок на 36 квадратних градусах неба (площа, наполовину менша від чаші Великої Ковші). Рой Алонсо, аспірант Браун, визначив 16 можливих кандидатів на транзит планети. «Опитування TrES дало нам початкову групу підозрюваних. Тоді нам довелося зробити багато подальших спостережень, щоб усунути самозванців », - каже співавтор Алессандро Созетті (Університет Пітсбурга / CfA).
Після складання списку кандидатів в кінці квітня дослідники використовували телескопи в обсерваторії Whipple CfA в Арізоні та обсерваторії Оук-Рідж в штаті Массачусетс, щоб отримати додаткові фотометричні (яскравості) спостереження, а також спектроскопічні спостереження, що усували затемнення бінарних зірок.
За два місяці команда зробила нульову позицію щодо найбільш перспективного кандидата. Спектроскопічні спостереження високої роздільної здатності Торрес і Созетті з використанням часу, передбаченого NASA на 10-метровому телескопі Keck I на Гаваях, вирішили справу.
"Без цієї подальшої роботи фотометричні зйомки не можуть визначити, хто з кандидатів є насправді планетами. Доказом пудингу є орбіта материнської зірки, і ми це отримали, використовуючи метод Доплера. Ось чому спостереження Кека за цією зіркою були настільки важливими, щоб довести, що ми знайшли справжню планетарну систему ", - каже співавтор Девід Летхем (CfA).
Надзвичайно нормально
Маса і розміри (діаметр) планета, яка називається TrES-1, схожа на Юпітера. Ймовірно, це газовий гігант, що складається в основному з водню та гелію, найпоширеніших елементів у Всесвіті. Але на відміну від Юпітера, він орбітує дуже близько до своєї зірки, даючи йому температуру близько 1500 градусів.
Астрономи особливо зацікавлені в TrES-1, оскільки його структура так добре узгоджується з теорією, на відміну від першої виявленої транзитної планети HD 209458b. Останній світ містить приблизно таку ж масу, що і TrES-1, але за розміром приблизно на 30%. Навіть його близькість до зірки та супутня спека не пояснюють такого великого розміру.
"Пошук TrES-1 і переконання, наскільки це нормально, змушують нас підозрювати, що HD 209458b - планета" дивна куля ", - говорить Шарбонно.
TrES-1 орбітує свою зірку кожні 72 години, розміщуючи її серед групи подібних планет, відомих як "гарячі Юпітери". Такі світи, ймовірно, сформувалися набагато далі від своїх зірок, а потім мігрували всередину, змітаючи будь-які інші планети. Багато планетарних систем, які містять гарячі Юпітери, свідчать про те, що наша Сонячна система може бути незвичною своєю відносно тихою історією.
Як близька орбіта TrES-1, так і її міграційна історія не дають змоги володіти жодними місяцями або кільцями. Тим не менш, астрономи продовжуватимуть уважно вивчати цю систему, оскільки точні фотометричні спостереження можуть виявити місяці або кільця, якщо вони існують. Крім того, детальні спектроскопічні спостереження можуть дати підказки щодо присутності та складу атмосфери планети.
Документ, що описує ці результати, є автором: Рой Алонсо (IAC); Тімоті М. Браун (NCAR); Гільєрмо Торрес та Девід В. Летхем (CfA); Алессандро Созетті (Університет Піттсбурга / CfA); Георгій Мандушев (Лоуелл), Хуан А. Бельмонте (МАК); Девід Чарбонно (CfA / Caltech); Ганс Дж. Діг (IAC); Едвард В. Данхем (Лоуелл); Френсіс Т. О'Донован (Caltech); та Роберт Стефанік (CfA).
Це спільне оголошення одночасно видається CfA, IAC, NCAR, Пітсбурзьким університетом та Обсерваторією Лоуелла.
The W.M. Кекерською обсерваторією керують Каліфорнійська асоціація досліджень астрономії, наукове партнерство Каліфорнійського технологічного інституту, Каліфорнійського університету та Національної адміністрації з питань аеронавтики та космосу.
Штаб-квартира штату Кембридж, штат Массачусетс, Гарвард-Смітсонівський центр астрофізики (CfA) - це спільна співпраця між Смітсонівською астрофізичною обсерваторією та Обсерваторією Гарвардського коледжу. Вчені CfA, організовані у шість наукових підрозділів, вивчають походження, еволюцію та остаточну долю Всесвіту.
Оригінальне джерело: Harvard CfA News Release
