Художник с изображением 51 Pegasi b, первой экзопланеты, найденной на орбите солнечной звезды.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech)
Пол М. Саттер является астрофизиком в Государственный университет Огайо, хозяин Спроси космонавта а также Космическое Радиои автор "Ваше место во Вселенной."Саттер внес эту статью Экспертные голоса Space.com: Op-Ed & Insights.
Нобелевская премия по физике был разделен между Джимом Пиблсом, экстраординарным космологом, и парой швейцарских астрономов, Мишелем Майором и Дидье Келозом.
Мэр и Келоз нашли первый экзопланета вращение вокруг звезды, похожей на солнечную, которая была знаковым открытием по двум причинам: она убедительно показала, что солнце - не единственная звезда, в которой находится семья планет (что мы давно придумали, но никогда не демонстрировали), а также что вселенная действительно , очень странно.
Пульсирующий старт
Внимательный читатель заметит в вышеприведенном абзаце, что в моей формулировке было очень ясно: мэр и Келоз обнаружили первую экзопланету, вращающуюся вокруг солнцеподобных звезда, а не первая экзопланета сама, Этот кредит достается Александру Волазчану и Дейлу Фрайлю в 1992 году. И на самом деле они заключили сделку два на один, найдя две планеты, вращающиеся вокруг одной звезды.
Но эта звезда была совершенно не похожа на наше солнце. Это было пульсарбыстро вращающееся плотное ядро от некогда гигантской звезды. Этот пульсар будет регулярно брызгать луч излучения над Землей, как мигание далекого маяка - отсюда и название пульсар, Когда экзопланеты вращались вокруг этого мертвого ядра, они мягко тянули пульсар, заставляя его покачиваться, что приводило к тонким изменениям частоты всплесков пульсара здесь, на Земле.
Хотя это была главная находка для астрономии, это было не совсем то, что мы искали. Мы хотели знать - и все еще хотим знать - есть ли там другая Земля. И хотя идея о планетах, переживающих детонацию сверхновых и все еще находящихся на орбите оставшегося ядра, является острой проблемой, над которой нужно разобраться, она не помогает нам в нашей охоте. Более того, техника, используемая на пульсаре, основывалась на регулярных частотах его импульсов, трюк, который мы не могли использовать на обычных звездах.
Делая это мейнстримом
Вместо этого нам приходилось наблюдать, как сами звезды покачиваются, и лишь несколько лет спустя астрономы усовершенствовали технологию, обеспечивающую это измерение.
Технология опиралась на спектрометр, устройство для разделения света от удаленного источника на множество компонентов (по сути, очень научная радуга). С помощью этого спектра астрономы, такие как Майор и Келоз, могли находить сигнатуры известных элементов, таких как водород и углерод, по отпечаткам пальцев, которые они оставляют в спектре. Оттуда они могли смотреть на звезду день за днем в поисках изменений в спектре.
И эти изменения в спектре могут показать движение звезды через доплеровский сдвиг, То же самое изменение, которое заставляет вопль машины скорой помощи менять высоту тона при ее прохождении, происходит со светом. Когда источник движется к вам, свет смещается в сторону более высоких, голубых частот, а когда источник удаляется от вас, он понижается до более низких, красных частот.
Это была не новая техника; Астрономы измеряли доплеровское смещение звезд в течение почти двухсот лет.
Но в 1995 году мэр и Келоз сделали еще один шаг вперед, подняв точность своего инструмента на новый уровень, оставаясь в поиске даже самых незначительных изменений.
Если планета вращается вокруг звезды, гравитация с этой планеты притянет звезду, как поводок упрямой собаки. Звезда не будет много двигаться - звезды обычно перевешивают свои планеты на несколько порядков - но они все еще будут двигаться, надеюсь, заметным образом. И в 1995 году пара будущие нобелевские лауреаты прибили егоподтверждая безошибочное колебание взад-вперед в спектре звезды 51 Пегас, колебание, которое могло быть вызвано только относительно небольшим, невидимым спутником - экзопланетой на орбите.
Скучно лучше
В 51 Pegasi нет ничего особенно примечательного, и именно это делает открытие экзопланеты там таким замечательным. Это просто обычная, обычная звезда, находящаяся на расстоянии около 50 световых лет, ее масса примерно на 10% больше, чем у Солнца, а возраст чуть выше - в 6 миллиардов лет.
Это нормальная звезда, живущая нормальной звездной жизнью, вокруг которой находится по крайней мере одна планета. Так же, как наше солнце.
Открытие мэром и Келозом открыло новую эпоху охоты на экзопланеты, что привело к сотням, а в конечном итоге и тысячам, подтвержденных обнаружений экзопланет. Сейчас они настолько распространены, что объявления редко попадают в новости, и это только вопрос времени, когда мы найдем похожего на Землю близнеца.
Некоторым нравится горячий Юпитер
Но планета, вращающаяся вокруг 51 Пегаси, не похожа на то, что мы видим в нашей солнечной системе, и это было настолько удивительно, что одной из первых реакций на ее открытие было полное отбрасывание результата как мусора.
Но результат мэра и Келоза был бесспорным, и нам пришлось столкнуться с реальностью, которую представил нам 51 Pegasi. Его планета, дублированная в то время 51 Pegasi b и теперь получивший название Dimidium от Международного астрономического союза (хотя некоторые астрономы цепляются за его неофициальное название Bellerophon), довольно типичный газовый гигант, примерно половина массы Юпитера, или в 150 раз больше массы Земли.
И он вращается на расстоянии всего 5 миллионов миль (8 миллионов километров) от своей родительской звезды.
Для контекста, это более чем в семь раз ближе, чем Меркурий к нашему солнцу.
Как мог огромный газовый гигант, который может образоваться только на окраинах солнечной системы, где достаточно сырья, чтобы набрать планету до таких огромных размеров, так неудобно оказаться рядом с ее родителем? Мы все еще не совсем уверены, но мы придумали для них классное название: горячие Юпитеры.
С одним специальным наблюдением мэр и Келоз сделали два трюка. Они открыли новую эру астрономических исследований в экзопланетах и перевернули десятилетия понимания того, как образуются планеты. Неудивительно, что они получили Нобелевскую премию.
- Самые странные инопланетные планеты в картинках
- Чрезвычайно горячий и невероятно близкий: как горячие юпитеры бросают вызов теории
- 10 экзопланет, способных принять инопланетную жизнь
Вы можете прослушать подкаст Ask A Spaceman наItunesи в Интернете по адресу http://www.askaspaceman.com, Задайте свой вопрос в Твиттере, используя #AskASpaceman или подписавшись на Пола. @PaulMattSutter а также facebook.com/PaulMattSutter, Следуйте за нами на Twitter @Spacedotcom или facebook.
