Penn State Alex Wolszczan, oppdageren i 1992 av de første planetene som noen gang er funnet utenfor solsystemet vårt, har nå oppdaget med Caltechs Maciej Konacki den minste planeten som ennå er oppdaget, i det samme fjerntliggende planetariske systemet. Nedsenket i en utvidet sky av ionisert gass, kretser den nye planeten om en raskt spinnende nøytronstjerne kalt en pulsar. Funnet, som ble kunngjort under en pressekonferanse på et møte om planetdannelse og påvisning i Aspen, Colorado, 7. februar, gir en forbløffende fullstendig beskrivelse av det pulsære planetariske systemet og bekrefter at det er bemerkelsesverdig som en halvstørrelse av vårt eget solsystem? selv om stjernen disse planetene går i bane er ganske annerledes enn vår sol.
"Til tross for de ekstreme forholdene som måtte ha eksistert på det tidspunktet disse planetene dannet seg, har naturen klart å lage et planetarisk system som ser ut som en nedskalert kopi av vårt eget indre solsystem," rapporterer Wolszczan. Stjernen i midten av dette systemet er en pulsar som heter PSR B1257 + 12? den ekstremt tette og kompakte nøytronstjernen som er igjen fra en massiv stjerne som døde i en voldsom eksplosjon 1500 lysår unna i stjernebildet Jomfruen.
Wolszczan og kollegene tidligere hadde oppdaget tre landlige planeter rundt pulsaren, med banene sine i en nesten nøyaktig proporsjon med avstandene mellom Merkur, Venus og Jorden. Den nyoppdagede fjerde planeten har en bane som er omtrent seks ganger større enn den tredje planeten i systemet, noe Konacki sier er utrolig nær den gjennomsnittlige avstanden fra solen vår til solsystemets asteroidbelte, som ligger mellom banene til Mars og Jupiter .
"Fordi observasjonene våre praktisk utelukker en mulig tilstedeværelse av en enda mer fjern, massiv planet eller planeter rundt pulsaren, er det ganske mulig at den lille fjerde planeten er det største medlemmet av en sky av interplanetært rusk i ytterkanten av pulsarens planetarisk system, en rest av den originale protoplanetære disken som skapte de tre indre planetene, ”forklarer Wolszczan. Den lille planeten, omtrent en femtedel av massen til Pluto, kan innta den samme ytre grenseposisjonen i planetens system som Pluto gjør i solsystemet vårt. ”Overraskende nok ligner planetarsystemet rundt denne pulsaren vårt eget solsystem mer enn noe ekstrasolært planetarisk system som er oppdaget rundt en sollignende stjerne,” sier Konacki.
For femten år siden, før Wolszczan ble oppdaget de første ekstrasolære planetene, underholdt astronomene ikke seriøst ideen om at planeter kunne overleve rundt pulsarer fordi de ville blitt sprengt med den ufattelige kraften fra strålingen og restene av deres eksploderende forelderstjerne. Siden den gang har Wolszczan, Konacki og kollegene gradvis avslørt mysteriene rundt dette systemet med pulsarplaneter, ved å bruke Arecibo-radioteleskopet i Puerto Rico for å samle inn og analysere pulsar-timingdata. "Vi føler nå, med denne oppdagelsen, at den grunnleggende beholdningen av dette planetariske systemet er fullført," sier Wolszczan.
Disse funnene har vært mulig fordi pulsarer, spesielt de med raskest spinn, oppfører seg som veldig nøyaktige klokker. "Stabiliteten til repetisjonsfrekvensen for pulsarpulsene sammenlignes gunstig med presisjonen til de beste atomklokkene konstruert av mennesker," forklarer Konacki. Målinger av ankomsttidspunktene for puls, kalt pulsar timing, gir astronomer en ekstremt presis metode for å studere fysikken til pulsarer og for å oppdage fenomenene som oppstår i et pulsars miljø.
“En pulsar-vingling på grunn av kretsende planeter manifesterer seg ved variasjoner i puls ankomsttidene, akkurat som en stjernevakling kan påvises med den velkjente Doppler-effekten så vellykket brukt av optiske astronomer for å identifisere planeter rundt nærliggende stjerner ved skiftene i deres spektrale linjer, ”forklarer Wolszczan. "En viktig fordel med den fantastiske stabiliteten til pulsarurene, som oppnår presisjoner bedre enn en milliondel av et sekund, er at denne metoden lar oss oppdage planeter med masser helt ned til store asteroider."
Selve eksistensen av pulsarplaneten kan representere overbevisende bevis på at jordmasseplaneter danner like lett som gassgigantene som er kjent for å eksistere rundt mer enn 5 prosent av de nærliggende sollignende stjernene. Imidlertid, sier Wolszczan, “meldingen fra pulsarplaneten kan like gjerne være at dannelsen av jordlignende planeter krever spesielle forhold, noe som gjør slike planeter til en sjeldenhet. For eksempel er det økende bevis for at en eksplosjon i supernovaen i nærheten kan ha spilt en viktig rolle i dannelsen av solsystemet. " Fremtidige romobservatorier, inkludert oppdragene Kepler og rominterferometri, og Terrestrial Planet Finder, vil spille en avgjørende rolle i å skille mellom disse grunnleggende alternativene.
