Credit de imagine: ESA
Astronomii de la Universitatea din Texas din Austin cred că au descoperit o modalitate ieftină de a căuta planete extrasolare. Deși procesul va distruge probabil planetele interioare, planetele exterioare vor rămâne probabil în orbită în jurul stelei. Acești pitici albi sunt cunoscuți ca pulsează într-un ritm specific, astfel încât gravitatea unei planete care se deplasează în jurul stelei ar trebui să afecteze această rată a pulsului cu o cantitate de minut care ar putea fi detectată de telescoape ieftine pe Pământ.
Universitatea din Texas din astronomii din Austin a inventat o metodă ieftină pentru a determina dacă există alte sisteme solare ca ale noastre.
Dintre cele peste 100 de stele cunoscute acum că au planetele, astronomii au găsit puține sisteme similare cu ale noastre. Nu se știe dacă acest lucru se datorează limitărilor tehnologice sau dacă sistemul nostru este cu adevărat o configurație rară. Astronomii Observatorului McDonald? Noua metodă de căutare folosește un telescop din epoca Depresiunii, compatibil cu tehnologia actuală.
Astronomii Don Winget și Edward Nather, studenți absolvenți Fergal Mullally și Anjum Mukadem, și colegii sunt în căutarea „rămășițelor” sistemelor solare ca ale noastre. Metoda lor caută piesele unui astfel de sistem solar după ce steaua sa a murit, prin exploatarea unei trăsături de apusuri străvechi, arse, numite „pitici albe”.
Astronomii de la Universitatea Texas, Bill Cochran și Ted von Hippel, sunt de asemenea implicați, împreună cu S.O. Kepler al Braziliei, la Universitatea Federală de Rio Grande Dol Sul și Antonio Kanaan din Brazilia, la Universitatea Federală din Santa Catarina.
Astronomii știu că pe măsură ce stelele asemănătoare Soarelui își consumă combustibilul nuclear, straturile lor exterioare se vor extinde, iar steaua va deveni o stea „uriașă roșie”. Când acest lucru se va întâmpla cu Soarele, în aproximativ cinci miliarde de ani, ei se așteaptă ca acesta să înghită Mercur și Venus, poate că nu vor ajunge pe Pământ. Apoi, Soarele își va exploda straturile exterioare și va exista câteva mii de ani ca o nebuloasă planetară frumoasă și încântătoare. Nucleul rămas al Soarelui va fi apoi o pitică albă, un cendru dens și întunecător, cu privire la dimensiunea Pământului. Și, cel mai important, probabil că va fi încă orbitat de planetele exterioare ale sistemului nostru solar.
Odată ce un sistem asemănător Soarelui ajunge în această stare, echipa lui Winget poate să o găsească. Metoda lor se bazează pe mai mult de trei decenii de cercetări privind variabilitatea (adică schimbările de luminozitate) ale piticilor albi. La începutul anilor 1980, astronomii de la Universitatea din Texas au descoperit că unii pitici albi variază sau „pulsează” în explozii obișnuite. Mai recent, Winget și colegii săi au descoperit că aproximativ o treime din acești pitici albi pulsativi (PWD) sunt cronometri mai fiabili decât ceasurile atomice și majoritatea pulsarelor milisecunde.
Aceste pulsiuni sunt cheia detectării planetelor. Planetele care orbitează pe o stea PWD stabilă vor afecta observațiile cronologiei sale, care par să provoace variații periodice ale tiparelor pulsurilor venite de la stea. Asta pentru că planeta care orbitează PWD trage steaua în jurul ei în timp ce se mișcă. Schimbarea distanței dintre stea și Pământ va schimba timpul necesar luminii de la pulsiunile pentru a ajunge pe Pământ. Deoarece impulsurile sunt foarte stabile, astronomii pot calcula diferența dintre timpul de sosire observat și cel preconizat al pulsurilor și pot deduce prezența și proprietățile planetei. (Această metodă este similară cu cea utilizată în descoperirile așa-numitelor „planete pulsare”. Diferența este că nu se crede că tovarășii pulsarilor s-au format cu stelele lor, ci doar după ce acele stele au explodat în supernove.)
„Această căutare va fi sensibilă la piticele albe, care au fost inițial între una și patru ori mai masivă decât Soarele și ar trebui să poată detecta planetele în două până la 20 UA de la steaua lor mamă. Asta înseamnă că vom cerceta câteva stele în zona locuibilă, a spus Winget. (O UA sau o unitate astronomică este distanța dintre Pământ și Soare.) „Practic, detectarea lui Jupiter la distanța lui Jupiter cu această tehnică este ușoară. Este ciorba de rață, spuse el.
Ușor, dar nu rapid. Planetele exterioare, care își orbitează stelele la distanțe mari, pot dura mai mult de un deceniu pentru a finaliza o orbită. Prin urmare, poate fi nevoie de mulți ani de observații pentru a detecta definitiv o planetă care orbitează pe o pitică albă.
"Trebuie să căutați mult timp pentru o orbită completă", a spus Winget. „O jumătate de orbită sau o treime dintr-o orbită ne vor spune ceva? Dar pentru o planetă aflată la distanța lui Jupiter, o jumătate de orbită este încă șase ani. ” Winget a adăugat că pentru această metodă, „detectarea lui Jupiter la Uranus? distanța este mai ușoară, dar durează și mai mult. "
Pentru căutarea pe planetă PWD, Nather a conceput un instrument nou specializat pentru telescopul Otto Struve de 2,1 metri al Observatorului McDonald. El și Mukadam au proiectat și construit instrumentul, numit Argos, pentru a măsura cantitatea de lumină care vine de la stelele țintă. Mai exact, Argos este un „fotometru CCD”? un contor de fotoni care utilizează un dispozitiv cuplat la sarcină pentru a înregistra imagini. Situat în centrul atenției al telescopului Struve, Argos nu are altă optică decât oglinda primară a 2.1 metri a telescopului. Copii de Argos sunt acum construite la alte observatorii din întreaga lume.
Mullally continuă căutarea planetelor în jurul piticilor albi cu Argos pe Telescopul Struve. El are 22 de stele țintă, cele mai multe dintre ele fiind identificate prin Sloan Digital Sky Survey. Când echipa va găsi candidați promițători ai planetei cu Argos, ei vor urma monitorizarea folosind telescopul Hobby-Eberly de 9,2 metri (HET) de la Observatorul McDonald.
"Dacă găsim planete mari care orbitează la distanțe mari, acesta este un indiciu bun că ar putea exista mai mici planete mai aproape. În acest caz, ceea ce faceți este să vă aruncați la ținta cu cel mai mare telescop la care aveți acces", a spus Winget. . HET-ul va permite o sincronizare mai precisă a impulsurilor PWD, și astfel va putea identifica planetele mai mici.
Această căutare va putea studia tipurile de stele care nu pot fi studiate cu metoda spectroscopiei doppler? cea mai de succes metodă de căutare a planetei până în prezent? Spuse Winget. Din cauza idiosincrasiilor din machiajul stelelor asemănătoare Soarelui, metoda de spectroscopie doppler nu este foarte sensibilă în căutarea planetelor din jurul stelelor de două ori mai masive decât Soarele. Aproape jumătate din stelele din studiul lui Winget vor fi pitici albi care au fost inițial aceste tipuri de stele. Din acest motiv, studiul PWD de la McDonald poate fi instrumental în cercetarea și evaluarea țintelor și observarea strategiilor pentru misiunile spațiale NASA planificate în următoarele două decenii, în special misiunea spațială interferometrie, Terrestrial Planet Finder și nave spațiale Kepler.
Această cercetare este finanțată printr-o subvenție NASA Origins, precum și o finanțare avansată a proiectului de cercetare din statul Texas. Prin finanțarea Agenției de Învățământ Superior din Texas, doi profesori de învățământ secundar (Donna Slaughter of Stony Point High School din Round Rock, Texas și Chris Cotter de la Liceul Lanier din Austin) au fost implicați direct în această cercetare. Acum sunt în curs de desfășurare planuri pentru a extinde această implicare și către ceilalți profesori și studenții din sălile de clasă, aducând știința, oamenii de știință și Observatorul direct în sala de clasă folosind internetul. Cotter și colegii săi de la Liceul Lanier sunt implicați cu Mullally în testarea acestui concept.
Sursa originală: Comunicat de presă al Observatorului McDonald
