Kunstnerillustrasjon av den steinete planeten rundt M-dvergen Gliese 876. Bildekreditt: NSF. Klikk for å forstørre.
I landrushet kjent som ekstrasolar planetjakt, annonseres den mest verdsatte eiendommen som "jordlignende." Mandag 13. juni kjørte forskere for å plante flagget sitt på en brennende hunk av stein som kretset rundt en rød stjerne.
Denne nyoppdagede planeten er omtrent syv ganger jordens masse, og derfor er den minste ekstrasolare planeten funnet i bane rundt en hovedsekvens, eller "dverg" -stjerne (stjerner, som solen vår, som brenner hydrogen).
Det er enda mindre planeter som er kjent for å eksistere utenfor solsystemet vårt, men de har ulykke til å omringe pulsarer, de raskt spinnende skallene til døende stjerner. Slike planeter antas ikke å være eksternt beboelige, på grunn av den intense strålingen som sendes ut av pulsarer.
Planeter som er ti jordmasser eller mindre, antas å være steinete, mens mer massive planeter sannsynligvis er gassformige, siden deres sterkere tyngdekraft betyr at de samler og beholder mer gass under planetdannelse. 155 ekstrasolære planeter er hittil funnet, men de fleste av dem har masser som er mer sammenlignbare med gassformig Jupiter enn steinete Jorden (Jupiter er 318 ganger jordens masse).
Selv om denne nye planeten er annonsert som jordlignende på grunn av den relativt lave massen, ville ikke jordboerne ønsker å leie et hus der snart. For det første vil huset smelte. Overflatetemperaturene som er estimert for denne planeten - 200 til 400 grader celsius (400 til 750 grader Fahrenheit) - skyldes planetens kyssende nær avstand fra stjernen.
Planeten ligger bare 0,021 AU fra stjernen Gliese 876 (1 AU er avstanden mellom Jorden og solen), og fullfører en bane på mindre enn to jorddager. Den nærmeste planeten til solen i vårt eget solsystem - blussende varmt kvikksølv - er nesten 20 ganger lenger unna, og kretser rundt 0,4 AU.
"Fordi planeten er i en to-dagers bane, blir den oppvarmet til ovnlignende temperaturer, så vi forventer ikke liv," sier vitenskapsteammedlem Paul Butler fra Carnegie Institution of Washington.
I vårt solsystem er den beboelige sonen - det tempererte området der vann kan eksistere som en væske på en planetens overflate - omtrent 0,95 til 1,37 AU, eller mellom banene til Venus og Mars. Stjernen Gliese 876 er omtrent 600 ganger mindre lysende enn solen vår, så den foreslåtte beboelige sonen ligger mye nærmere i, omtrent mellom 0,06 og 0,22 AU.
Ved 0,021 AU er den nye planeten for nær stjernen til å være i den beboelige sonen, og den blir også utsatt for større mengder høyenergistråling som ultrafiolett lys og røntgenstråler. Mens røde dverger som Gliese 876 avgir lavere nivåer av UV enn stjerner som solen vår, avgir de voldsomme røntgenfakkler.
En annen komplikasjon fra en så nær bane er at planeten kan være ryddig låst, med samme side av planeten alltid vendt mot stjernen. Med mindre det er en betydelig atmosfære for å fordele varme, vil den ene siden av planeten bli overkokt mens den andre vil forbli kald.
Gliese 876 antas å være rundt 11 milliarder år gammel, noe som gjør den mer enn dobbelt så gammel som solen vår. Men på en måte er Gliese en tenåring til solens middelaldrende voksen. G-klassen stjerner som solen vår lever omtrent 10 milliarder år, mens M-klassen røde dverger antas å leve i 100 milliarder år (eldre enn universets alder!).
Vitenskapsteammedlem Geoff Marcy fra University of California, Berkeley, sier at M-stjerner tar lang tid å avkjøle seg og krympe seg ned til deres hovedsekvensstørrelse og lysstyrke. Han sier at hvis planeten vandret innover til dagens nær bane, sannsynligvis gjorde det dette i løpet av de første million årene, og deretter ble utsatt for mye mer stråling enn for tiden i hundrevis av millioner av år.
Gliese 876 antas å være metallfattig (for en astronom er ethvert element som er tyngre enn hydrogen og helium klassifisert som et "metall"). Dannelsen av planeter kan være relatert til metallisiteten til stjernen, siden både stjernen og planetene dannes av samme originale materiale. Så det forventes at en steinete planet som jorden, laget av elementer som silikater og jern, går i bane rundt en stjerne som er metallrik.
Til tross for at han er metallfattig, er Gliese 876 et system med flere planter. To gassgigantplaneter er kjent for å bane rundt Gliese 876: den ytterste planeten er nesten dobbelt så mye som Jupiter, og går i bane ved 0,21 AU; den midterste planeten er omtrent halvparten av massen av Jupiter, som går i bane rundt 0,13 AU.
"Hele planetariske systemet er en slags miniatyr av solsystemet vårt," sier Marcy. "Stjernen er liten, banene er små, og nærmere er den minste av dem, akkurat som arkitekturen er i vårt eget solsystem, med de minste planetene som kretser innover gigantene."
Vi har mye mer albuerom i solsystemet vårt. Kvikksølv er lenger borte fra solen enn avstandene til alle disse planetene tilsammen. Planetene i Gliese 876-systemet er så tett sammen, at de gravitasjonsmessig samhandler med hverandre. Denne typen gravitasjonskaster var hvordan forskerne i første omgang kunne oppdage planetene.
I løpet av en bane vil planeter trekke på stjernen deres fra forskjellige sider. Forskere måler det resulterende skiftet i stjernelys for å bestemme eksistensen av kretsende planeter.
For å lære mer om Gliese 876s minste planet, må forskere bruke en annen planetjaktteknikk kalt transittfotometri. Denne metoden ser på hvordan en stjerners lys ser ut til å dyppe når en planet går foran stjernen fra vårt synsfelt. Formørkelsen av den kretsende planeten lar astronomer bestemme planetens masse og radius. Å feste disse tallene indikerer planetens tetthet, som deretter antyder hva planeten er laget av, og om planeten er steinete eller gassformig.
Transitfotometri kan ikke brukes til å fortelle oss noe om planeter som går i bane rundt Gliese 876, fordi systemet er skrått 50 grader fra vårt synspunkt. Denne vinkelen betyr at planetene ikke vil blokkere noen av stjernelysene som når jorden.
Røde dverger er den vanligste stjernetypen i galaksen vår, og består av rundt 70 prosent av alle stjerner. Likevel, av de 150 røde dvergene de har studert gjennom tidene, har Marcy og Butler bare funnet planeter som kretser rundt to av dem. Fordi de fleste planeter som hittil er funnet, er gassgiganter, kan dette bety at røde dverger er mindre tilbøyelige til å huse den slags verdener.
Marcy sier at de vil fortsette å overvåke Gliese 876 for antydninger til en fjerde eller femte planet. "Dette vil definitivt være en av favorittstjernene våre fra nå av."
Et løp mot målstreken
Forskningsoppgaven som beskriver denne oppdagelsen er sendt til Astrophysical Journal. Forskerne sier at de mottok en gunstig foreløpig dommerrapport, og de forventer at papiret deres vil bli akseptert og deretter publisert om noen måneder. Under mandagens pressekonferanse ble forskerne spurt om hvorfor de bestemte seg for å offentliggjøre funnene sine nå, før papiret hadde blitt akseptert for publisering. Ble det gjort for å slå ut andre planetjegere som kanskje var varme på hælene?
Marcy svarte at de ønsket å forhindre at nyheter om oppdagelsen deres lekker ut. "Vi visste om det for tre år siden, vi har fulgt det rolig, nøye og bevart hemmeligheten mens vi dobbelt og tredoblet sjekket. Så for omtrent en måned siden snakket jeg med Michael Turner her, folk ved NSF (National Science Foundation), og i fellesskap bestemte vi oss for at denne oppdagelsen var så ekstraordinær, kanskje det du vil kalle en milepæl i planetarisk vitenskap, at det var vanskelig å forestille seg å beholde lokket på dette veldig mye lenger. Så vi bestemte oss for at heller enn at det skulle lekke ut til nyhetsmediene og bli driblet rundt, med en avis som lærte om det tidlig og så videre, at det ville være bedre å raskt kunngjøre dette. "
Marcy lanserte deretter et forsvar for hvorfor han trodde at deres funn var riktig, og han ble raskt støttet av sine medarbeidere. Nøyaktigheten av funnet ble imidlertid ikke stilt spørsmål. Kanskje deres tidlige kunngjøring, kombinert med behovet for hemmelighold på forhånd, er bevis på den intense konkurransen som har preget jakt på planeten siden begynnelsen.
Det første ekstrasolære planetfunnet ble kunngjort 5. oktober 1995 av Michel Mayor og Didier Queloz fra Genève-observatoriet, og Marcy og Butler bekreftet observasjonene uken etter. Et nylig eksempel på konkurransen om å gripe andre ekstrasolære planeter "først" oppstod i fjor sommer, da ordfører, Nuno Santos, og kollegene 25. august 2004 kunngjorde oppdagelsen av den første ekstrasolære Neptun-masseplaneten - den gang den minste ekstrasolar planeten som er kjent for å bane rundt en sollignende stjerne. Denne kunngjøringen kom mindre enn en uke før to andre Neptun-masseplanetfunn ble kunngjort av Marcy og Butler.
Ordfører og hans kolleger har også studert Gliese 876. På en astronomikonferanse i juni 1998 kunngjorde ordfører og Marcy uavhengig av hverandre påvisningen av den mer massive gassgiganten som kretser rundt denne stjernen. Marcy og Butler skulle først følge opp dette funnet, og kunngjorde funnet av stjernens andre gassgiganteplanet i 2001.
Kepler-oppdraget, som skal lanseres i juni 2008, vil søke etter landlige planeter som kretser rundt fjerne stjerner. Oppdraget definerer en jordstørrelse planet som mellom 0,5 og 2,0 jordmasser, eller mellom 0,8 og 1,3 jordens diameter. Planeter mellom 2 og 10 jordmasser, slik som planeten kunngjort på mandag, er definert som store terrestriske planeter.
Opprinnelig kilde: NASA Astrobiology
