צוות אסטרונומים אירופי [1] גילה את כוכב הלכת הקל ביותר הידוע המקיף כוכב אחר שאינו השמש ("אקסופלאנט").
האקסופלנט החדש מקיף את הכוכב מוארה מואר, הממוקם בכוכב המזבח הדרומי. זהו הכוכב השני שהתגלה סביב כוכב זה ומשלים מהפכה מלאה תוך 9.5 יום.
עם מסה של פי 14 בלבד ממסת כדור הארץ, כוכב הלכת החדש שוכן על סף כוכבי הלכת הסלעיים הגדולים ביותר האפשריים, מה שהופך אותו לאובייקט סופר דמוי אדמה אפשרי. לאורנוס, הקטן מבין כוכבי הלכת הענקיים של מערכת השמש יש מסה דומה. עם זאת אוראנוס וה Exoplanet החדש נבדלים כל כך זה מזה במרחק שלהם מהכוכב המארח, עד כי התהוותם ומבנהם עשויים להיות שונים מאוד.
תגלית זו התאפשרה בגלל הדיוק חסר התקדים של הספקטרוגרף של HARPS בטלסקופ של 3.6 מ 'של ESO בלה סילה, המאפשר למדוד את המהירות הרדיאלית בדיוק יותר מ -1 מ"ש. זו הפגנה ברורה נוספת של ההנהגה האירופית בתחום המחקר האקסופלאנט.
מכונת ציד כוכב לכת ייחודית
מאז הגילוי הראשון בשנת 1995 של כוכב לכת מסביב לכוכב 51 פג על ידי מישל ראש העיר ודידייה קלוזז ממצפה הכוכבים ז'נבה (שוויץ), נודע לאסטרונומים שמערכת השמש שלנו אינה ייחודית, מכיוון שיותר מ -120 כוכבי לכת ענקיים שמקיפים כוכבים אחרים התגלו בעיקר על ידי סקרי מהירות רדיאלית (ראו ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 ו- ESO PR 03/03).
שיטה תצפיתית בסיסית זו מבוססת על איתור וריאציות במהירות המהירה של הכוכב המרכזי, בגלל הכיוון המשתנה של משיכת הכבידה מהאקסופלאנט (הבלתי נראה) בזמן שהוא מקיף את הכוכב. הערכת הווריאציות המהירות שנמדדה מאפשרת להסיק את מסלול כדור הארץ, בפרט את התקופה והמרחק מהכוכב, כמו גם מסה מינימלית [2].
המשך החיפוש אחר exoplanets דורש מכשור טוב יותר וטוב יותר. בהקשר זה, ללא ספק, ESO לקחה את ההנהגה עם הספקטרוגרף החדש של HARPS (High Precision Radial Velocity Planet Searcher) של הטלסקופ בגובה 3.6 מ 'במצפה הכוכבים ESO La Silla (ראה PR 06/03 של ESO). מכשיר ייחודי זה, שהוצע באוקטובר 2003 לקהילת המחקר במדינות החברות ב- ESO, מותאם לאיתור כוכבי לכת במסלול סביב כוכבים אחרים ("exoplanets") באמצעות מדידות מהירות (רדיאליות) מדויקות, עם דיוק חסר שוויון של מטר לשנייה. .
HARPS נבנה על ידי קונסורציום אירופי [3] בשיתוף פעולה עם ESO. כבר מתחילת פעולתו היא הוכיחה את היעילות הגבוהה מאוד שלה. בהשוואה ל- CORALIE, ספקטרוגרף אופטימלי נוסף אחר ציד כוכבי לכת שהותקן בטלסקופ 1.2 מ 'שוויצרי אוילר בלה סילה (ראה ESO PR 18/98, 12/99, 13/00), זמני התצפית האופייניים צומצמו על ידי גורם מאה ומידת הדיוק של המדידות הוגדלה על ידי גורם עשר.
שיפורים אלה פתחו נקודות מבט חדשות בחיפוש אחר כוכבי לכת חוץ-סולאריים וקבעו סטנדרטים חדשים מבחינת דיוק אינסטרומנטלי.
המערכת הפלנטרית סביב Mu Arae
הכוכב מו אראה נמצא במרחק של 50 שנות אור משם. כוכב דמוי שמש זה ממוקם בקונסטלציה הדרומית אראה (המזבח) והוא בהיר מספיק (בעוצמה חמישית) כדי שתוכל להבחין בו בעין ללא עזרה.
מו אראה היה ידוע כבר ככוכב כוכב לכת בגודל יופיטר עם תקופת מסלול של 650 יום. תצפיות קודמות רמזו גם לנוכחותו של בן לוויה אחר (כוכב לכת או כוכב) הרבה יותר רחוק.
המדידות החדשות שהושגו על ידי האסטרונומים על אובייקט זה בשילוב עם נתונים מצוותים אחרים מאשרות תמונה זו. אך כפי שמציין פראן אלי בוסי, חבר הצוות: "לא רק שמדידות ה- HARPS החדשות אישרו את מה שכבר האמנו לדעת על כוכב זה, אלא שהם גם הראו שכוכב לכת נוסף במסלול קצר היה קיים. וכוכב הלכת החדש הזה נראה כקטן ביותר שעדיין התגלה סביב כוכב שאינו השמש. זה הופך את mu Arae למערכת פלנטרית מרגשת מאוד. "
במהלך 8 לילות ביוני 2004 נצפתה שוב ושוב mu Arae ומהירות הרדיאלית שלו נמדדה על ידי HARPS כדי לקבל מידע על פנים הכוכב. טכניקה זו המכונה אסטרו-סיסמולוגיה (ראו ESO PR 15/01) בוחנת את הגלים האקוסטיים הקטנים שגורמים למשטח הכוכב להתנגש מדי פעם פנימה והחוצה. על ידי הכרת המבנה הפנימי של הכוכב, כיוונו האסטרונומים להבין את מקור הכמות הלא שגרתית של יסודות כבדים שנצפו באטמוספירה הכוכבת שלה. הרכב כימי יוצא דופן זה יכול לספק מידע ייחודי להיסטוריה של היווצרות כדור הארץ.
נונו סנטוס, חבר נוסף בצוות אומר: "להפתעתנו, הניתוח של המדידות החדשות חשף שונות המהירות הרדיאלית עם פרק זמן של 9.5 יום על גבי אות התנודה האקוסטית!"
תגלית זו התאפשרה הודות למספר הרב של המדידות שהתקבלו במהלך קמפיין האסטרו-סיימולוגיה.
מתאריך זה, הכוכב, שהיה גם חלק מתוכנית סקר הקונסורציום של HARPS, מנוטר באופן קבוע באמצעות אסטרטגיית תצפית מדוקדקת כדי להפחית את "הרעש הסיסמי" של הכוכב.
נתונים חדשים אלה אישרו את המשרעת ואת המחזוריות של וריאציות המהירות הרדיאלית שנמצאו במהלך 8 הלילות ביוני. לאסטרונומים נותר הסבר משכנע אחד בלבד לאות תקופתי זה: כוכב לכת שני מקיף את Mu Arae ומבצע מהפכה מלאה תוך 9.5 יום.
אך זו לא הייתה ההפתעה היחידה: ממתאם המהירות הרדיאלית, כלומר בגודל הנדנדה הנגרמת על ידי המשיכה הכבידה של כוכב הלכת בכוכב, האסטרונומים הוציאו מסה לכוכב הלכת רק פי 14 ממסת כדור הארץ ! זהו בערך המסה של אורנוס, הקטן מבין כוכבי הלכת הענקיים במערכת השמש.
האקסופלאנט החדש שנמצא לאחרונה מציב אפוא שיא חדש בכוכב הלכת הקטן ביותר שהתגלה סביב כוכב מסוג שמש.
בגבול
המסה של כוכב לכת זה ממקמת אותו בגבול בין כוכבי הלכת הגדולים דמויי האדמה (הסלעיים) לכוכבי הלכת הענקיים.
מכיוון שמודלי ההיווצרות הפלנטרית הנוכחיים עדיין רחוקים מלהיות מסוגלים להסביר את כל המגוון המדהים שנצפה בקרב כוכבי הלכת הזרים שנחשפו, אסטרונומים יכולים רק לשער על אופיו האמיתי של האובייקט הנוכחי. בפרדיגמה הנוכחית של היווצרות כוכבי לכת ענקיים, נוצר ליבה תחילה באמצעות ההקרבה של "פלנטימלים" מוצקים. ברגע שגרעין זה מגיע למסה קריטית, גז מצטבר בצורה "בורחת" ומסת כדור הארץ עולה במהירות. במקרה הנוכחי, סביר להניח כי שלב מאוחר זה לא היה קורה כי אחרת הכוכב היה הופך למסיבי הרבה יותר. יתר על כן, דגמים אחרונים שהראו שהגירה מקצרת את זמן היווצרות, אין זה סביר שהאובייקט הנוכחי נדד למרחקים גדולים ונשאר ממסה כה קטנה.
לפיכך, אובייקט זה עשוי להיות כוכב לכת עם ליבה סלעית (ולא קרחית) המוקפת במעטפת גזי קטנה (בסדר גודל של עשירית מהמסה הכוללת) ולכן תתאים ל"כדור הארץ ".
סיכויים נוספים
קונסורציום HARPS, בראשותו של מישל ראש העיר (מצפה הכוכבים בז'נבה, שוויץ), הוענק ל 100 לילות תצפית בשנה במהלך תקופה של 5 שנים בטלסקופ ESO, 3.6 מ ', לביצוע אחד החיפושים השיטתיים השאפתניים ביותר עבור exoplanets עד כה. ברחבי העולם. לשם כך מודד הקונסורציום שוב ושוב מהירות של מאות כוכבים העלולים להכיל מערכות פלנטאריות.
גילוי כוכב לכת חדש זה לאחר פחות משנה של פעולה מדגים את הפוטנציאל הבולט של HARPS לגילוי כוכבי לכת סוערים במסלולי מסלול קצרים. ניתוח נוסף מראה כי הופעות שהושגו עם HARPS מאפשרות איתור של כוכבי לכת "טאלוריים" גדולים עם פי כמה בלבד ממסת כדור הארץ. יכולת כזו היא שיפור משמעותי בהשוואה לסקרי כוכבי לכת בעבר. איתור של חפצים סלעיים כאלה מחזק את האינטרס של איתור תעבורתי בעתיד מהחלל באמצעות משימות כמו COROT, Eddington ו- KEPLER שיוכלו למדוד את הרדיוס שלהם.
עוד מידע
המחקר המתואר בהודעה לעיתונות זו הוגש לפרסום בכתב העת האסטרופיסי המוביל "אסטרונומיה ואסטרופיסיקה". הדפסה מקדימה זמינה כקובץ postscript בכתובת http://www.oal.ul.pt/~nuno/.
הערות
[1]: הצוות מורכב מנוונו סנטוס (Centro de Astronomia e Astrofisica da Universidade de Lisboa, פורטוגל), פראן? Ois Bouchy ו- Jean-Pierre Sivan (Laboratoire d'astrophysique de Marseille, צרפת), ראש העיר של מישל, פרנצ'סקו פפה , דידייה קלוז, סנט פיין אודרי, וכריסטוף לוביס (Observatoire de l'Universit? De Gen? Ve, שוויץ), סילבי ווקלייר, מייקל בזוט (טולוז, צרפת), Gaspare Lo Curto ודומיניק Naef (ESO), Xavier Delfosse (LAOG, גרנובל, צרפת), ווילי בנץ וכריסטוף מורדסיני (Physikalisches Institut der Universit? T Bern, שוויץ), ו- Jean-Louis Bertaux (Service d'A? Ronomie de Verri? Re-le-Buisson, פריז, צרפת) .
[2] מגבלה מהותית של שיטת המהירות הרדיאלית היא הלא ידועה לנטיית מסלול הפלנטה המאפשרת רק לקבוע מגבלת מסה נמוכה יותר לכוכב הלכת. עם זאת, שיקולים סטטיסטיים מעידים כי ברוב המקרים המסה האמיתית לא תהיה גבוהה בהרבה מערך זה. יחידות המסה של האקסופלאנטים המשמשים בטקסט זה הן מסה של 1 צדק = 22 מסות אוראנוס = 318 מסות אדמה; מסה של אורנוס = 14.5 המוני כדור הארץ.
[3] HARPS תוכנן ונבנה על ידי קונסורציום בינלאומי של מכוני מחקר, שהובל על ידי המצפה דה ז'נבה (שוויץ) וכולל את Observatoire de Haute-Provence (צרפת), Physikalisches Institut der Universit? T Bern (שוויץ), השירות d'Aeronomie (CNRS, צרפת), כמו גם ESO La Silla ו- ESO Garching.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
