En kunstners skildring av 51 Pegasi b, den første eksoplaneten funnet i bane rundt en sollignende stjerne.
(Bilde: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter er en astrofysiker hos Ohio State University, vert av Spør en Spaceman og Space Radio, og forfatter av "Din plass i universet."Sutter bidro denne artikkelen til Space.coms ekspertstemmer: Op-Ed & Insights.
De siste nobelpris i fysikk ble delt mellom Jim Peebles, en ekstraordinær kosmolog, og et par sveitsiske astronomer, Michel Mayor og Didier Queloz.
Ordfører og Queloz fant den første exoplanet som kretser rundt en sollignende stjerne, som var et landemerkefunn av to grunner: den viste helt klart at solen ikke er den eneste stjernen som er vert for en familie av planeter (noe vi lenge hadde funnet ut, men aldri demonstrert), og at universet virkelig er , virkelig rart.
Pulserende starten
Den nøye leseren vil bemerke i avsnittet over at jeg var veldig tydelig i ordlyden: ordfører og Queloz oppdaget den første eksoplaneten som gikk i bane rundt en sunlike stjerne, ikke første eksoplanett selv. Den æren går til Aleksander Wolazczan og Dale Frail i 1992. Og faktisk fikk de en to-for-en-avtale, og fant to planeter som kretset rundt den samme stjernen.
Men den stjernen var helt ulik solen vår. Det var en pulsar, en raskt roterende, tett restkjerne fra en en gang kjempestjerne. Den pulsaren ville jevnlig sprute en strålestråle over jorden, som blinket fra et fjernt fyr - derav navnet pulsar. Mens eksoplanetene gikk i bane rundt den døde kjernen, ville de forsiktig trekke på pulsaren og få den til å vrikke, noe som ville gi opphav til subtile endringer i frekvensene til pulsarsprut her på jorden.
Selv om dette var et viktig funn for astronomi, var det ikke akkurat det vi søkte etter. Vi ønsket å vite - og vil fortsatt vite - om det er en annen jord der ute. Og mens konseptet planeter som overlever en supernovadonasjon og fremdeles går i bane rundt restkjernen, er et saftig problem å pusle på, hjelper det oss ikke direkte i jakten vår. Dessuten var teknikken som ble brukt på pulsaren avhengig av de faste frekvensene til pulsen, et triks vi ikke kunne bruke på vanlige stjerner.
Gjør det til mainstream
I stedet måtte vi se stjerner selv vrikke, og det var først noen år senere at astronomer hadde perfeksjonert teknologien for å levere den målingen.
Teknologien var avhengig av et spektrometer, en enhet for å bryte opp lys fra en fjern kilde til dens mangfold av komponenter (egentlig en veldig vitenskapelig regnbue). Med det spekteret kunne astronomer som ordfører og Queloz finne signaturene til kjente elementer, som hydrogen og karbon, fra fingeravtrykkene de etterlater i spekteret. Derfra kunne de stirre på stjernen dag etter dag og lete etter endringer i spekteret.
Og de endringene i spekteret kan avsløre stjernens bevegelse gjennom Doppler-skiftet. Det samme skiftet som får ambulansen til å skifte tonehøyde når det går forbi deg, skje for lys. Når en kilde beveger seg mot deg, blir lyset forskjøvet mot høyere, blåere frekvenser, og når en kilde beveger seg bort fra deg, går den ned til lavere, rødere frekvenser.
Dette var ikke en ny teknikk; astronomer har målt Doppler-skiftet av stjerner i nesten to hundre år.
Men i 1995 tok ordfører og Queloz det et skritt videre, og økte presisjonen til instrumentet til nye nivåer, mens de var på jakt etter selv de mest øyeblikkelige endringene.
Hvis en planet går i bane rundt en stjerne, vil tyngdekraften fra den planeten trekke på stjernen som en snor på en sta hund. Stjernen vil ikke bevege seg mye - stjerner oppveier vanligvis planetene sine med flere størrelsesordener - men de vil fortsatt bevege seg, forhåpentligvis på en påviselig måte. Og i 1995 var paret av fremtidige Nobel-vinnere spikret det, som bekrefter den umiskjennelige fram og tilbake slingringen i spekteret til stjernen 51 Pegasi, en slingring som bare kan være forårsaket av en relativt liten, usett følgesvenn - en eksoplanett i bane.
Kjedelig er best
Det er ikke noe spesielt bemerkelsesverdig med 51 Pegasi, og det er det som gjør oppdagelsen av en eksoplanett der så bemerkelsesverdig. Det er bare en vanlig, hverdagsstjerne som sitter rundt 50 lysår unna, med en masse omtrent 10% mer enn solen og en alder bare litt høyere, med 6 milliarder år gammel.
Det er en normal stjerne, som lever et normalt stjerners liv, med minst en planet i bane rundt seg. Akkurat som vår sol.
Oppdagelsen av ordfører og Queloz innledet en ny tidsalder med eksoplanettjakt, noe som førte til hundrevis og til slutt tusenvis av bekreftede eksoplanettdeteksjoner. De er så vanlige nå at kunngjøringer sjelden engang bryter inn i nyhetene, og det er bare et spørsmål om tid før vi finner en jordlignende tvilling.
Noen liker det varme Jupiter
Men planeten som går i bane rundt 51 Pegasi, er ikke noe som vi ser i solsystemet vårt, og det var så overraskende at en av de første reaksjonene på oppdagelsen var å kaste ut resultatet helt som søppel.
Men resultatet av ordfører og Queloz var udiskutabelt, og vi måtte konfrontere den virkeligheten som 51 Pegasi presenterte oss. Planeten sin, kalt den gangen 51 Pegasi f. Ca. og nå gitt navnet Dimidium av International Astronomical Union (selv om noen astronomer holder seg til det uformelle navnet Bellerophon), er en ganske typisk gassgigant, omtrent halvparten av massen av Jupiter, eller 150 ganger jordens masse.
Og den kretser rundt bare 8 millioner kilometer fra moderstjernen.
For kontekst er det mer enn syv ganger nærmere enn Merkur er for solen vår.
Hvordan kom en massiv gassgigant, som bare kan dannes i utkanten av et solsystem der det er nok råstoff til å bulk en planet opp til så massive proporsjoner, havne så ubehagelig nær foreldrene? Vi er fremdeles ikke helt sikre, men vi kom frem til et kult navn på dem: hot Jupiters.
Med en dedikert observasjon trakk ordfører og Queloz av to triks. De lanserte en ny epoke med astronomiforskning i eksoplaneter, og de opprettholdt flere tiår med forståelse av hvordan planeter dannes. Ikke rart at de vant en nobelpris.
- De merkeligste fremmede planeter på bilder
- Ekstremt varmt og utrolig nært: How Hot Jupiters Trots Theory
- 10 eksoplaneter som kan være vert for fremmed liv
Du kan høre på Ask A Spaceman-podcasten påiTunes, og på nettet kl http://www.askaspaceman.com. Still ditt eget spørsmål på Twitter ved å bruke #AskASpaceman, eller ved å følge Paul @PaulMattSutter og facebook.com/PaulMattSutter. Følg oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
