Кредит зображення: ESA
Астрономи з Техаського університету в Остіні вважають, що вони придумали недорогий спосіб пошуку позасонячних планет. Хоча процес, ймовірно, знищить внутрішні планети, зовнішні планети, ймовірно, все ще залишаться на орбіті навколо зірки. Відомо, що ці білі карлики пульсують із певною швидкістю, тому сила тяжіння планети, що рухається навколо зірки, повинна впливати на цей частоту пульсу на хвилину, яку слід виявити за допомогою недорогих земних телескопів.
Техаський університет в Остіні астрономи винайшли недорогий метод, щоб визначити, чи існують інші сонячні системи, як наша.
Серед понад 100 зірок, на яких зараз відомо планети, астрономи знайшли мало систем, подібних до нашої. Невідомо, чи це через технологічні обмеження, чи наша система справді рідкісна конфігурація. Астрономи обсерваторії Макдональда? Новий метод пошуку використовує телескоп епохи Депресії, сполучений з сьогоднішньою технологією.
Астрономи Дон Вінгет та Едвард Натер, аспіранти Фергал Маллаллі та Анжум Мукадем та колеги шукають "залишки" сонячних систем, як наша. Їх метод шукає шматки такої сонячної системи після того, як померла її зірка, використовуючи ознаку стародавніх випалених сонців, званих «білими карликами».
Учасники астрономів Техаського університету Білл Кохран та Тед фон Гіппел також беруть участь разом із S.O. Кеплер Бразилії, університет Федерального де-Ріо-Гранде-дол-Сул та Антоніо Канаан з Бразилії, університет Федеральної де-де-Санта-Катаріна.
Астрономи знають, що у міру того, як зірки, схожі на Сонце, витрачають ядерне паливо, їх зовнішні шари розширяться, а зірка стане зіркою "червоного гіганта". Коли це станеться із Сонцем, приблизно через п’ять мільярдів років вони сподіваються, що воно поглине Меркурій та Венеру, можливо, не зовсім досягнувши Землі. Тоді Сонце підірве свої зовнішні шари і буде існувати протягом декількох тисяч років як прекрасна, хитра планетарна туманність. Залишком ядра Сонця буде тоді білий карлик, щільний, тьмяний вугілля розміром із Землю. І, найголовніше, вона, ймовірно, все ще буде в орбіті зовнішніх планет нашої Сонячної системи.
Як тільки система, схожа на Сонце, досягне цього стану, команда Winget може виявити її. Їх метод заснований на більш ніж трьох десятиліттях досліджень мінливості (тобто зміни яскравості) білих карликів. На початку 1980-х років астрономи Техаського університету виявили, що деякі білі карлики змінюються або «пульсують» у звичайних поривах. Зовсім недавно Вінгет та його колеги виявили, що приблизно одна третина цих пульсуючих білих карликів (PWD) є надійнішими хронометражами, ніж атомні годинники та більшість мілісекундних пульсарів.
Ці пульсації є ключем до виявлення планет. Планети, що обертаються навколо стабільної зірки СВД, впливатимуть на спостереження за її зберіганням, виявляючи, що викликають періодичні зміни в моделях імпульсів, що йдуть від зірки. Це тому, що планета, що обертається навколо PWD, тягне зірку навколо, коли вона рухається. Зміна відстані між зіркою та Землею змінить кількість часу, необхідне світлу від пульсацій, щоб досягти Землі. Оскільки імпульси дуже стійкі, астрономи можуть обчислити різницю між спостережуваним та очікуваним часом прибуття імпульсів та вивести наявність та властивості планети. (Цей метод подібний до того, який використовується у відкриттях так званих "пульсарних планет". Різниця полягає в тому, що, як вважається, супутники пульсара не утворилися зі своїми зірками, а лише після того, як ці зірки вибухнули у наднових.)
"Цей пошук буде чутливим до білих карликів, які спочатку були від одного до чотирьох разів масивнішими, ніж Сонце, і повинні мати можливість виявити планети в межах від двох до 20 АС від своєї материнської зірки. Це означає, що ми будемо проводити зондування в зоні заселення для деяких зірок », - сказав Вінгет. (АС, або астрономічна одиниця, - це відстань між Землею і Сонцем.) "В основному, виявити Юпітер на відстані Юпітера?" За допомогою цієї методики легко. Це качиний суп, - сказав він.
Легко, але не швидко. Зовнішні планети, які обертаються навколо своїх зірок на великих відстанях, можуть зайняти більше десяти років, щоб виконати одну орбіту. Отже, може знадобитися багато років спостережень, щоб остаточно виявити планету, що обертається навколо білого карлика.
"Вам потрібно довго шукати повну орбіту", - сказав Вінгет. "Половина орбіти або третина орбіти щось нам скаже? Але для планети на відстані Юпітера половина орбіти - це ще шість років ». Вінгет додав, що для цього методу «виявлення Юпітера в Урані? відстань легша, але займає ще довше. "
Для пошуку планети з інвалідністю Nather задумав новий спеціалізований прилад для обсерваторії Макдональд - 2,1-метровий телескоп Отто Струве. Він і Мукадам сконструювали і побудували прилад, званий Аргос, для вимірювання кількості світла, що надходить від цільових зірок. Зокрема, Argos - це "фотометр CCD"? фотонний лічильник, який використовує пристрій, пов'язаний із зарядкою, для запису зображень. Розташований у головній зоні телескопа Струве, Аргос не має іншої оптики, окрім 2,1-метрового основного дзеркала телескопа. Копії Аргоса зараз будуються в інших обсерваторіях по всьому світу.
Маллалі продовжує пошук планет навколо білих карликів з Аргосом на телескопі Струве. У нього 22 зірки-мішені, більшість з яких було визначено за допомогою опитування цифрових небарів Sloan. Коли команда знайде перспективних кандидатів на планету з «Аргосом», вони продовжуватимуть використовувати 9,2-метровий телескоп «Хобі-Еберлі» (HET) в обсерваторії Макдональд.
"Якщо ми знайдемо великі планети, що орбітують на великих відстанях, то це гарна думка, що поблизу можуть бути і менші планети. У цьому випадку те, що ти робиш, - це удари по цій цілі за допомогою найбільшого телескопа, до якого ти маєш доступ", - сказав Вінгет . HET дасть змогу більш точно визначити час імпульсів PWD, і, таким чином, зможе точно визначити менші планети.
Цей пошук зможе вивчити види зірок, які неможливо вивчити методом доплерівської спектроскопії? найуспішніший на сьогодні спосіб пошуку планети? - сказав Вінгет. Через ідіосинкразії в складі Сонцеподібних зірок метод доплерівської спектроскопії не дуже чутливий до пошуку планет навколо зірок удвічі масивніших, ніж Сонце. Приблизно половина зірок у дослідженні Winget буде білими карликами, які були спочатку тими зірками. З цієї причини дослідження PWD в Макдональді може бути важливим для розвідки та оцінки цілей та дотримання стратегій космічних місій НАСА, запланованих у наступні два десятиліття, зокрема, космічної місії інтерферометрії, наземного пошуку планети та космічного корабля Kepler.
Це дослідження фінансується за рахунок гранту NASA Origins, а також гранту в галузі розширених досліджень від штату Техас. Завдяки фінансуванню Техаського вищого навчального закладу, в цьому дослідженні брали безпосередню участь два вчителі середніх шкіл (Донна Забій середньої школи Stony Point у Раун Рок, штат Техас, та Кріс Коттер з середньої школи Ланьє в Остіні). Зараз планується поширити цю участь на інших викладачів та студентів у їхніх класах шляхом залучення науки, вчених та обсерваторії безпосередньо до аудиторії за допомогою Інтернету. Коттер та його колеги з середньої школи Ланьє беруть участь з Маллаллі у тестуванні цієї концепції.
Оригінальне джерело: Новини обсерваторії Макдональд
