Bildekreditt: ESA
Astronomer fra University of Texas i Austin tror de har funnet ut av en billig måte å søke etter ekstrasolare planeter. Selv om prosessen sannsynligvis vil ødelegge de indre planetene, vil de ytre planetene trolig fortsatt forbli i bane rundt stjernen. Det er kjent at disse hvite dvergene pulserer med en bestemt hastighet, så tyngdekraften til en planet som beveger seg rundt stjernen, bør påvirke denne pulsfrekvensen med en liten mengde som skal kunne påvises av billige jordbaserte teleskoper.
University of Texas i Austin astronomer har oppfunnet en billig metode for å finne ut om andre solsystemer som vårt eget eksisterer.
Blant de mer enn 100 stjernene som nå er kjent for å ha planeter, har astronomer funnet få systemer som ligner våre. Det er ukjent om dette skyldes teknologiske begrensninger eller om systemet vårt virkelig er en sjelden konfigurasjon. McDonald-observatoriets astronomer? den nye søkemetoden bruker et teleskop med depresjonstider parret med dagens teknologi.
Astronomene Don Winget og Edward Nather, doktorgradsstudentene Fergal Mullally og Anjum Mukadem, og kollegene leter etter "restene" av solsystemer som vårt. Metoden deres søker etter brikkene i et slikt solsystem etter at stjernen har dødd, ved å utnytte en egenskap av gamle, utbrente soler kalt "hvite dverger."
University of Texas astronomer Bill Cochran og Ted von Hippel er også involvert, sammen med S.O. Kepler fra Brasiliens Universidade Federal de Rio Grande dol Sul og Antonio Kanaan fra Brasiliens Universidade Federal de Santa Catarina.
Astronomer vet at når sollignende stjerner bruker opp sitt kjernebrensel, vil deres ytre lag utvide seg, og stjernen vil bli en "rød gigantisk" stjerne. Når dette skjer med solen, om omtrent fem milliarder år, regner de med at den vil svelge Merkur og Venus, kanskje ikke helt når jorden. Da vil sola blåse av sine ytre lag og vil eksistere i noen tusen år som en vakker, sprø planetenvel. Solens restkjerne vil da være en hvit dverg, et tett, dimmende tyggeslag omtrent på jordens størrelse. Og, aller viktigst, vil det sannsynligvis fortsatt være i bane rundt de ytre planetene i solsystemet vårt.
Når et sollignende system når denne tilstanden, kan Wingets team kanskje finne det. Metoden deres er basert på mer enn tre tiår med forskning på variasjonen (det vil si endringer i lysstyrke) til hvite dverger. På begynnelsen av 1980-tallet oppdaget astronomer fra University of Texas at noen hvite dverger varierer, eller "pulserer", i vanlige utbrudd. Nyere oppdaget Winget og kollegene at omtrent en tredjedel av disse pulserende hvite dvergene (PWD) er mer pålitelige tidtakere enn atomur og de fleste millisekund pulsarer.
Disse pulseringene er nøkkelen til å oppdage planeter. Planeter som går i bane rundt en stabil PWD-stjerne vil påvirke observasjoner av tidtaking, og ser ut til å forårsake periodiske variasjoner i mønstrene av pulser som kommer fra stjernen. Det er fordi planeten som går i bane rundt PWD drar stjernen rundt mens den beveger seg. Endringen i avstand mellom stjernen og Jorden vil endre tiden det tar før lyset fra pulseringen når Jorden. Fordi pulsen er veldig stabile, kan astronomer beregne forskjellen mellom den observerte og forventede ankomsttid for pulsen og utlede planetens nærvær og egenskaper. (Denne metoden er lik den som ble brukt i funnene av de såkalte “pulsarplaneterne.” Forskjellen er at pulsar-ledsagere ikke antas å ha dannet seg med stjernene sine, men bare etter at stjernene hadde eksplodert i supernovaer.)
”Dette søket vil være følsomt for hvite dverger som opprinnelig var mellom en og fire ganger så massiv som solen, og skal kunne oppdage planeter innen to til 20 AU fra forelderstjernen. Dette betyr at vi vil undersøke noen steder i den beboelige sonen, ”sa Winget. (En AU, eller astronomisk enhet, er avstanden mellom Jorden og solen.) “I utgangspunktet er det enkelt å oppdage Jupiter på Jupiters avstand med denne teknikken. Er det andesuppe, ”sa han.
Enkelt, men ikke raskt. Ytre planeter, som kretser rundt stjernene sine på store avstander, kan ta mer enn et tiår å fullføre en bane. Derfor kan det ta mange års observasjoner å definitivt oppdage en planet som går i bane rundt en hvit dverg.
"Du må lete lenge etter en full bane," sa Winget. “En halv bane eller en tredjedel av en bane vil fortelle oss at det skjer noe der. Men for en planet på Jupiters avstand er en halv bane fortsatt seks år. " Winget la til at for denne metoden, “oppdage Jupiter på Uranus? avstand er enklere, men tar enda lengre tid. ”
For PWD-planetsøkning unnfanget Nather et spesialisert nytt instrument for McDonald Observatory sitt 2,1 meter lange Otto Struve-teleskop. Han og Mukadam designet og bygde instrumentet, kalt Argos, for å måle mengden lys som kommer fra målstjerner. Spesielt er Argos et “CCD-fotometer”? en fotonteller som bruker en ladekoblet enhet for å ta opp bilder. Ligger på hovedvekten av Struve-teleskopet, har Argos ingen annen optikk enn teleskopets 2,1 meter store speil. Kopier av Argos bygges nå på andre observatorier over hele verden.
Mullally fortsetter søket etter planeter rundt hvite dverger med Argos på Struve-teleskopet. Han har 22 målstjerner, hvorav de fleste ble identifisert gjennom Sloan Digital Sky Survey. Når teamet finner lovende planetkandidater med Argos, vil de følge opp ved hjelp av det 9,2 meter store Hobby-Eberly-teleskopet (HET) ved McDonald Observatory.
"Hvis vi finner store planeter som kretser rundt store avstander, er det en god anelse om at det kan være mindre planeter nærmere. I så fall er det du gjør å slå bort på det målet med det største teleskopet du har tilgang til," sa Winget . HET vil muliggjøre en mer presis timing av PWD? S pulser, og dermed kunne kartlegge mindre planeter.
Dette søket vil kunne studere typer stjerner som ikke kan studeres med doppler-spektroskopimetoden? den mest vellykkede planetenes søkemetode hittil? Sa Winget. På grunn av idiosynkrasier i sammensettingen av sollignende stjerner, er doppler-spektroskopimetoden ikke veldig følsom når det gjelder å se etter planeter rundt stjerner dobbelt så massive som solen. Omtrent halvparten av stjernene i Wingets studie vil være hvite dverger som opprinnelig var denne typen stjerner. Av denne grunn kan PWD-studien på McDonald være medvirkende til å speide og vurdere mål og observere strategier for NASA-romoppdrag planlagt i løpet av de neste to tiårene, nærmere bestemt Space Interferometry Mission, Terrestrial Planet Finder og Kepler romfartøy.
Denne forskningen er finansiert av et stipend fra NASA Origins, samt et stipend fra Advanced Research Project fra staten Texas. Gjennom finansiering fra Texas Higher Education Agency har to videregående skoler (Donna Slaughter of Stony Point High School i Round Rock, Texas, og Chris Cotter fra Lanier High School i Austin) vært direkte involvert i denne forskningen. Nå pågår planer for å utvide dette engasjementet til andre lærere og elevene i klasserommene sine ved å bringe vitenskapen, forskerne og Observatoriet direkte inn i klasserommet ved hjelp av Internett. Cotter og kollegene ved Lanier High School er involvert i Mullally i testingen av dette konseptet.
Originalkilde: McDonald Observatory News Release
