En parade av nye planeter


Fødsel av stjerner. Alien verdener er en stift av science fiction, men inntil for noen få måneder siden, hadde de ingen plass i vitenskapsfakta. Til tross for tiår med alvorlige søk, hadde astronomer ikke direkte bevis på at planeter sirkler andre stjerner. Så i oktober i år oppdaget Michel Mayor og Didier Queloz fra Genève observatoriet en planet som sirkler stjernen 51 Pegasi - og flodgatene åpnet. I rask r

Fødsel av stjerner.

Alien verdener er en stift av science fiction, men inntil for noen få måneder siden, hadde de ingen plass i vitenskapsfakta. Til tross for tiår med alvorlige søk, hadde astronomer ikke direkte bevis på at planeter sirkler andre stjerner. Så i oktober i år oppdaget Michel Mayor og Didier Queloz fra Genève observatoriet en planet som sirkler stjernen 51 Pegasi - og flodgatene åpnet. I rask rekkefølge har observatører rapportert å finne minst fire planeter som sirkler nærliggende stjerner; To av disse observasjonene er så nye at de ennå ikke er formelt annonsert i litteraturen. "Dette er en unik epoke, " uttaler Alan P. Boss fra Carnegie Institution of Washington, en ekspert på modellering av planetarisk formasjon. "Det er den mest spennende tingen jeg har sett i min vitenskapelige karriere."

Jakten er på

For nå går planjaktjaktet til laget ledet av Geoffrey W. Marcy og R. Paul Butler fra San Francisco State University og University of California i Berkeley. De bidro til å bekrefte resultatene som ble annonsert av borgmester og Queloz, og så raskt opp tre egne planeter. Flere funn er sikkert på vei: Marcy rapporterer at "vi ser hint av planeter i mange av våre data." Hans gruppe har satt opp et dedikert planet-søk-nettsted for å holde tritt med den raske utviklingen av arbeidet. En femte planetarisk deteksjon vil bli rapportert av George Gatewood ved University of Pittsburgh på det kommende møtet i American Astronomical Society.

Ingen har faktisk sett de nye planetene; de ble alle identifisert indirekte ved å måle måten de påvirket bevegelsen til deres foreldre stjerner på. Som et objekt kretser en stjerne, forårsaker dens tyngdekraftstreng stjernen å vri frem og tilbake. Den bevegelsen skaper en periodisk forskyvning, eller Doppler-skift, i stjernens spektrum sett fra jorden. Marcy og Butler, som Mayor og Queloz og flere andre lag, undersøker spektra for de små forskyvningene som kan indikere tilstedeværelsen av planeter. Doppler-teknikken kan avsløre bane og minimumsmasse av en baneformet kropp, men ingen detaljer om dens natur.

Gatewood tar en litt annen tilnærming, en som bygger på direkte observasjon av stjernens bevegelse. Stjerner er ikke løst på plass; De ser ut til å drive over himmelen, men veldig sakte. Den samme frem og tilbake bevegelse som produserer Doppler-skift, fører også til at en stjernes sti vises som en zig-zag heller enn en rett linje. Gatewood og hans kolleger ser - veldig nøye - for de telltale wiggles. Den presisjonsmåling av stjernestillinger er kjent som astrometri.

Suksessen til disse teknikkene har sendt ripples av spenning gjennom det astronomiske samfunnet og fanget den offentlige fantasi. Til tross for noen overdanne tidlige utsagn, er nyfødte kropper svært lite sannsynlig å havne livet (mye mindre intelligent liv). Men de antyder at planeter er vanlige i hele kosmos, og hevder at levende ting blomstre et eller annet sted blant de mange verdener. Planeter er også ganske ulikt alt i vårt solsystem, og tvinger teoretikere til å revurdere deres forestillinger om hvordan stjernene og planeter danner

Merkelige nye verdener

Planeten rundt 51 Pegasi er kanskje den merkeligste av gjengen. Massen er minst halvparten av Jupiter, og likevel strekker den seg bare syv millioner kilometer fra sin stjerne - mindre enn en åttende kvikksølv avstand fra solen. På en slik nærhet bør planets overflate bakt til en teoretisk temperatur på 1300 grader Celsius. Det whizzes rundt sin stjerne så fort at "år" er bare fire dager lang.

Marcy og Butler postet nylig en melding på deres nettside om oppdagelsen av en noe lignende planet som sirkler stjernen HR3522, også kjent som 55 Rho Cancri. (Marcy beskriver kunngjøringen som et eksperiment i "publisering via Internett": en måte å fly et nytt funn for før det går gjennom peer review.) Dette objektet har minst fire femtedeler Jupiter-massen og baner i en avstand på rundt 25 millioner kilometer.

En av legene som ble identifisert av Marcy og Butler er et veldig massivt objekt - minst 6, 5 ganger massen av Jupiter. Den kretser rundt stjernen 70 Virginis i en svært eksentrisk eller oval, bane ganske forskjellig fra de kjente planeter. Selv om noen nyhetsreportere optimistisk kalt planeten "Goldilocks", og hevder at den bare har den riktige temperaturen for flytende vann, er denne tungvekten sannsynligvis en gassformig verden som mangler en solid overflate som vann kan samle inn.

Den endelige planet som ble oppdaget av Marcy og Butler (hittil) har mindre ekstreme egenskaper. Dens treårige bane tar det på et sirkulært kurs omtrent 300 millioner kilometer fra stjernen (tilsvarende en bane mellom Mars og Jupiter) og dens masse er minst 2, 3 ganger den for Jupiter. Det ville ikke virke fryktelig ut av sted i vårt eget solsystem.

Det kommer ikke som en overraskelse at astronomer for det meste finner gigantiske, kortvarige planeter, av en enkel grunn: disse er enkleste å plukke ut ved hjelp av Doppler-teknikken. Oppdage et solsystem som vår egen (der den mest massive planeten, Jupiter, tar en full 12 år for å fullføre en bane) vil kreve minst et tiår eller to Doppler observasjoner med høy presisjon.

I motsetning til den astrometriske tilnærmingen som Gatewood bruker, er den mest følsomme for planeter i store, adskilte baner. Etter å ha studert 50 år med observasjoner av stjernen Lalande 21185, har han forsøkt avledet tilstedeværelsen av en Jupiter-masseplan i en 5, 8-årig bane; planeten ville sirkel på mer enn to ganger jordens avstand fra solen. Gatewood ser også bevis på en andre planet i en 30-årig bane. (Han har gitt ut et tidlig abstrakt som beskriver disse resultatene.)

David C. Black of the Moon og Planetary Institute i Houston, Texas anser Gatewoods observasjon å være den eneste som vil tilfredsstille sin definisjon av hva en planet er. "Det er ikke klart at noen av de andre har noe å gjøre med planeter, " sier han og hevder at de sannsynligvis dannet seg på en fundamentalt annerledes måte enn planetene som bane solen.

Hvor kommer planeter fra?

Faktisk er spørsmålet om hvordan disse planene (eller ikke-planeter) dannes en forstyrrende en som allerede har generert betydelig diskusjon. Nåværende teori fastslår at gigantiske planeter kun kan dannes ved forholdsvis store avstander fra en stjerne, hvor kalde temperaturer tillater is og frosne gasser å samle seg sammen. Hva gjør Jupiter-massekroppene så nær stellarhæren? Boss antyder at disse planene faktisk dannet seg på langt større avstander fra stjernene sine, men deretter migrert innover.

En variant av denne teorien er beskrevet av Douglas NC Lin of Lick Observatory og hans kolleger i et nylig utgave av Nature. I denne oppfatningen kan nyfødte planeter samhandle med disken av materiale som de danner ut, og får dem til å spiral mot den sentrale stjernen. Innerplaneter (som kunne ha vist seg å være mer jordlignende) kunne ha blitt ødelagt i løpet av denne tidlige epoken. Uansett forklaring, viser de overraskende egenskapene til de nye planetene tydelig at det er mange måter som planetariske systemer danner

Og hva med planeter som jorden - er de der ute også? De ligger utenfor forståelsen av de nyeste søketeknikkene. Men NASA-administratoren Daniel S. Goldin har satt påvisning og studier av jordlignende kropper rundt andre stjerner som en av NASAs topprioriteter. Den mest sannsynlige måten å oppnå det målet på er å bygge et sofistikert rombasert interferometer (som nylig beskrevet av J. Roger P. Angel og Neville J. Woolf i dette bladet). Jordbaserte tester av optiske interferometre er allerede i gang.

Den nåværende listen over extrasolare planeter representerer bare toppen av isfjellet. Fortsatte observasjoner, forsiktig dataanalyse og nyskapende teknologi vil snart gi mange flere funn, noe som gir oss en bedre følelse av det sanne utvalget av verdener der ute.

Hva betyr Trumps nye "åpne sinn" på klimatakkordet?Den overraskende opprinnelsen til evolusjonær kompleksitet"Star Wars" Planeter Migrere inn i posisjon rundt StellarUniversets kuleste lab satt til Open Quantum WorldØkofriendly Tolls ?: Congestion Pricing Fremmer Mass TransitEvolusjon og klimavitenskap gjør graden i statlige utdanningsstandarderDen afrikanske grønne revolusjonen (utvidet versjon)99 Prosent Chance 2016 blir det heteste året på posten