לפני 15 שנה הטלסקופים הגדולים בעולם טרם מצאו כוכב לכת המקיף כוכב אחר. כיום טלסקופים שאינם גדולים יותר מאלו הקיימים בחנויות הכל-בו מוכיחים כי הם מסוגלים להבחין בעולמות שלא היו ידועים בעבר. כוכב לכת חדש שהתגלה על ידי טלסקופ קטן בקוטר 4 אינץ 'מדגים שאנחנו עומדים בעומק העידן החדש של גילוי כדור הארץ. בקרוב עולמות חדשים עשויים להיות ממוקמים בקצב מואץ, ולקרב את גילוי העולם הראשון בגודל כדור הארץ צעד אחד קרוב יותר.
"תגלית זו ממחישה שאף טלסקופים צנועים יכולים לתרום תרומות אדירות לחיפושים אחר כוכבי לכת", אומר גילרמו טורס מהמרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה (CfA), מחבר משותף למחקר.
מחקר זה יפורסם באופן מקוון בכתובת http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 ויופיע בגיליון הקרוב של מכתבי האסטרופיסיקל.
זוהי התגלית הראשונה ביותר על פני כדור הארץ החוץ-קוטבי שנעשתה על ידי סקר ייעודי של אלפים רבים של כוכבים בהירים יחסית באזורים גדולים בשמיים. זה נעשה באמצעות סקר Exoplanet Extrlanet Trans-Atlantic (TrES), רשת של טלסקופים קטנים וזולים יחסית שנועדו לחפש ספציפית אחר כוכבי לכת המקיפים כוכבים בהירים. צוות מדענים בהנהגתו של דייוויד צ'רבונו (CfA / Caltech), טימותי בראון מהמרכז הלאומי לחקר האטמוספירה (NCAR) ואדוארד דנהאם ממצפה הכוכבים של לואל פיתחו את רשת TrES. התמיכה הראשונית ברשת TrES הגיעה ממעבדת ההנעה סילונית של נאס"א והמכון הטכנולוגי בקליפורניה.
"זה לקח כמה דוקטורטים. מדענים העובדים במשרה מלאה כדי לפתח את שיטות ניתוח הנתונים עבור תוכנית חיפוש זו, אך הציוד עצמו משתמש ברכיבים פשוטים ומדפים, "אומר צ'ארבונו.
למרות שהטלסקופים הקטנים של רשת TrES גילו את התגלית הראשונית, נדרשו תצפיות המשך במתקנים אחרים. תצפיות ב- W.M. מצפה הכוכבים של קק, שבאוניברסיטת קליפורניה, קלטק ונאס"א, מפעיל את שני הטלסקופים הגדולים בעולם בהוואי, היו מכריעים במיוחד לאישור קיומו של הכוכב.
צלליות
כוכב הלכת המתחדש הוא ענק גז בגודל יופיטר המקיף כוכב שנמצא כ -500 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים ליירה. עולם זה מעגל את הכוכב שלו כל 3.03 יום במרחק של 4 מיליון מיילים בלבד, קרוב ומהיר הרבה יותר מכוכב הלכת מרקורי במערכת השמש שלנו.
אסטרונומים השתמשו בטכניקה חדשנית כדי לגלות עולם חדש זה. היא נמצאה על ידי "שיטת המעבר", המחפשת טבילה בהירות הכוכב כאשר כוכב לכת חוצה ישירות מול הכוכב ומטיל צל. כוכב לכת בגודל יופיטר חוסם רק כ -1 / 100 מאור מכוכב דמוי שמש, אך די בכך כדי להפוך אותו לגילוי.
כדי להצליח, חיפושי מעבר חייבים לבחון כוכבים רבים מכיוון שאנו רואים מעבר בלבד אם מערכת פלנטארית ממוקמת כמעט בקצה קו הראייה שלנו. כעת פועלים מספר חיפושי מעבר שונים. רובם בוחנים אזורים מוגבלים בשמיים ומתמקדים בכוכבים חלשים מכיוון שהם נפוצים יותר, ובכך מגדילים את הסיכוי למצוא מערכת מעבר. עם זאת, רשת TrES מתרכזת בחיפוש אחר כוכבים בהירים בשטחי שמיים גדולים יותר מכיוון שלכוכבי הלכת המסתובבים כוכבים בהירים קל יותר ללמוד ישירות.
"כל מה שאנחנו צריכים לעבוד איתו זה האור שמגיע מהכוכב", אומר בראון. "הרבה יותר קשה ללמוד משהו כשהכוכבים קלושים."
"זה כמעט פרדוקסאלי שטלסקופים קטנים יעילים יותר מהגדולים ביותר אם משתמשים בשיטת המעבר, מכיוון שאנו חיים בתקופה בה אסטרונומים כבר מתכננים טלסקופים בקוטר 100 מטר", אומר הסופר הראשי רועי אלונסו מהמכון האסטרופיסי של הקנריים (IAC) שגילו את כדור הארץ החדש.
כוכבי הלכת החיצוניים הידועים ביותר נמצאו בשיטת "דופלר", המאתרת את השפעת הכבידה של כוכב לכת על הכוכב שלו באופן ספקטרוסקופי על ידי שבירת אור הכוכב לצבעי הרכיב שלו. עם זאת, המידע שניתן לאסוף על כוכב לכת בשיטת דופלר מוגבל. לדוגמה, ניתן לקבוע גבול נמוך יותר למסה מכיוון שהזווית בה אנו רואים את המערכת אינה ידועה. גמד חום בעל מסה גבוהה אשר מסלולו נוטה מאוד לקו הראיה שלנו מייצר את אותו האות כמו כוכב לכת בעל מסה נמוכה שכמעט קצה.
"כאשר אסטרונומים מוצאים כוכב לכת, אנו יודעים שהמסלול שלו הוא למעשה קצה, כך שנוכל לחשב את המסה המדויקת שלו. מכמות האור שהוא חוסם אנו לומדים את גודלו הפיזי. באחד המקרים, אפילו הצלחנו לגלות וללמוד את האווירה של כוכב לכת ענק ", אומר צ'רבונו.
מיון חשודים
סקר ה- TrES בדק כ -12,000 כוכבים בכ -36 מעלות של השמיים (שטח שמחצית גודלו של קערת הדיפר הגדול). רועי אלונסו, סטודנט לתואר שני של בראון, זיהה 16 מועמדים אפשריים למעברים פלנטיים. "סקר ה- TrES העניק לנו את קו החשודים הראשוני. ואז, היינו צריכים לערוך הרבה תצפיות מעקב כדי לחסל את המתחזים, "אומר הסופר-שותף אלסנדרו סוצטי (אוניברסיטת פיטסבורג / CfA).
לאחר שחברו את רשימת המועמדים בסוף אפריל, החוקרים השתמשו בטלסקופים במצפה Whipple של CfA באריזונה ובמצפה הכוכבים אוק רידג 'במסצ'וסטס כדי להשיג תצפיות פוטומטריות (בהירות) נוספות, כמו גם תצפיות ספקטרוסקופיות שהעלו את הכוכבים הבינאריים הליקוי.
תוך חודשיים, הקבוצה קיבלה אפס את המועמד המבטיח ביותר. תצפיות ספקטרוסקופיות ברזולוציה גבוהה של טורס וסוצטי תוך כדי זמן שהעניקה נאס"א בטלסקופ Keck I בקוטר 10 מטרים בהוואי, התייחסו למקרה.
"ללא עבודת המעקב הזו, הסקרים הפוטומטריים לא יכולים לדעת מי מהמועמדים שלהם הם למעשה כוכבי לכת. ההוכחה לפודינג היא מסלול של כוכב האם, וקיבלנו זאת בשיטת דופלר. זו הסיבה שתצפיותיו של קק על הכוכב הזה היו כה חשובות בהוכחה שמצאנו מערכת פלנטרית אמיתית, "אומר המחבר המשותף דייוויד לאת'ם (CfA).
רגיל להפליא
כוכב הלכת, שנקרא TrES-1, דומה מאוד לצדק במסה ובגודל (קוטר). ככל הנראה מדובר בענק גז המורכב בעיקר ממימן והליום, היסודות הנפוצים ביותר ביקום. אך בשונה מיופיטר, הוא מקיף קרוב מאוד לכוכב שלו, ומעניק לו טמפרטורה של בערך 1500 מעלות.
אסטרונומים מתעניינים במיוחד ב- TrES-1 מכיוון שהמבנה שלה מסכים כל כך טוב עם התיאוריה, בניגוד לכוכב הלכת המעבר שהתגלה לראשונה, HD 209458b. העולם האחרון מכיל מסה זהה ל- TrES-1, ובכל זאת הוא גדול בכ- 30%. אפילו קרבתו לכוכב והחום הנלווה לא מסבירים גודל כה גדול.
"מציאת TrES-1 ולראות עד כמה זה נורמלי גורם לנו לחשוד ש- HD 209458b הוא כוכב לכת 'מוזר'," אומר צ'ארבונו.
TrES-1 מקיף את כוכבו כל 72 שעות, וממקם אותו בקבוצה של כוכבי לכת דומים המכונים "צדקנים חמים". עולמות כאלה ככל הנראה התגבשו הרבה יותר מכוכביהם ואז נדדו פנימה, וסחפו את כל כוכבי הלכת האחרים בתהליך. המערכות הפלנטאריות הרבות שנמצאו מכילות צדקנים חמים מעידות על כך שמערכת השמש שלנו עשויה להיות חריגה מההיסטוריה השקטה יחסית שלה.
גם מסלולו הקרוב של TrES-1 וגם היסטוריית ההגירה שלו גורמים לכך שלא סביר שיהיו לו ירחים או טבעות. עם זאת, אסטרונומים ימשיכו לבחון מקרוב את המערכת הזו מכיוון שתצפיות פוטומטריות מדויקות עשויות לגלות ירחים או טבעות אם הם קיימים. בנוסף, תצפיות ספקטרוסקופיות מפורטות עשויות לתת רמזים לנוכחות והרכב האטמוספירה של כדור הארץ.
המאמר המתאר תוצאות אלה נכתב על ידי: רועי אלונסו (IAC); טימותי מ. בראון (NCAR); גילרמו טורס ודוד וו. לאת'ם (CfA); אלסנדרו סוצטי (אוניברסיטת פיטסבורג / CfA); גאורגי מנדושב (לואל), חואן א. בלמונטה (IAC); דייוויד שארבונו (CfA / Caltech); האנס ג'יי דייג (IAC); אדוארד וו. דנהאם (לואל); פרנסיס ט. אודונובן (קלטק); ורוברט סטפניק (CfA).
הודעה משותפת זו מונפקת במקביל על ידי CfA, IAC, NCAR, אוניברסיטת פיטסבורג ומצפה הכוכבים של לואל.
W.M. מצפה הכוכבים של קק מופעל על ידי האגודה לקליפורניה למחקר באסטרונומיה, שותפות מדעית של המכון הטכנולוגי בקליפורניה, אוניברסיטת קליפורניה והמינהל הלאומי לחלל האווירונאוטיקה והחלל.
שבסיסה בקיימברידג ', מסצ'וסטס, המרכז הרווארד-סמיתסוניאני לאסטרופיזיקה (CfA) הוא שיתוף פעולה משותף בין המצפה האסטרופיסי של סמיתסוניאן לבין המצפה במכללת הרווארד. מדעני CfA, המאורגנים בשש חטיבות מחקר, בוחנים את מקורו, האבולוציה ואת גורלו הסופי של היקום.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של הרווארד CfA
