Kunstenaar illustratie van een planeet in een baan om een zeer jonge, actieve ster. Afbeelding tegoed: UFL. Klik om te vergroten.
Astronomen hebben een planeet ontdekt die om een zeer jonge ster draait op een afstand van bijna 100 lichtjaar met behulp van een relatief kleine, publiek toegankelijke telescoop met turbocompressor en een nieuw planeetzoekerinstrument.
Deze prestatie suggereert dat astronomen een manier hebben gevonden om het tempo van de jacht op planeten buiten ons zonnestelsel drastisch te versnellen.
"In de afgelopen twee decennia hebben astronomen ongeveer 3.000 sterren doorzocht op nieuwe planeten", zegt Jian Ge, professor in de astronomie aan de Universiteit van Florida. “Ons succes met dit nieuwe instrument toont aan dat we straks veel sneller en goedkoper naar sterren kunnen zoeken? misschien wel een paar honderdduizend sterren in de komende twee decennia. ”
Ge en collega's van de University of Florida, Tennessee State University, het Institute of Astrophysics op de Canarische Eilanden van Spanje, de Pennsylvania State University en de University of Texas presenteerden hun bevindingen vandaag op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C.
Hun werk is gedeeltelijk belangrijk vanwege wat de astronomen hebben gevonden? een planeet, minstens half zo groot als Jupiter, die om een ster draait die slechts 600 miljoen jaar oud is. Dat is heel jong vergeleken met bijvoorbeeld de zon van 5 miljard jaar.
'Dit is een van de jongste sterren ooit geïdentificeerd met een planetaire metgezel', zei Ge. Misschien nog belangrijker, het instrument dat wordt gebruikt om de planeet te vinden, wijst de weg naar een veel toegankelijkere methode om anderen te vinden? inclusief degenen die het leven kunnen ondersteunen.
Planeten buiten ons zonnestelsel worden doorgaans overspoeld door het licht van hun sterren, waardoor het moeilijk is om ze visueel te observeren. In de jaren negentig begonnen astronomen een meettechniek genaamd Doppler-radiale snelheid te gebruiken om planeten te detecteren door de schommeling in een ster te observeren die door zwaartekracht wordt veroorzaakt door een planeet in een baan.
Deze techniek, die de overgrote meerderheid van de tot nu toe meer dan 160 extrasolaire planeten heeft ontdekt, werkt door het spectrum van sterrenlicht te zoeken naar de subtiele Doppler-verschuivingen die optreden wanneer de ster en de planeet naar en van hun gemeenschappelijke massamiddelpunt bewegen. . Het instrument dat centraal staat in deze techniek is meestal een spectrograaf, maar dit instrument is problematisch.
"Een groot probleem met spectrografen is dat ze slechts een klein percentage fotonen van de doellichtbron verzamelen, wat betekent dat ze alleen nuttig zijn om naar verre planeten te zoeken wanneer ze op relatief grote telescopen zijn gemonteerd," zei Ge.
Het nieuwe instrument van de astronomen, de Exoplanet Tracker, of ET, elimineert dit probleem door de spectrograaf te verwisselen met een interferometer, een apparaat dat nauwkeurigere radiale snelheidsmetingen kan uitvoeren. Tests tonen aan dat de interferometer maar liefst 20 procent van de beschikbare fotonen kan vangen, waardoor het instrument veel krachtiger wordt, wat het gebruik voor verre jacht op de planeet opent voor kleinere telescopen.
Met een ontwikkelingskost van ongeveer $ 200.000 is de met interferometer uitgeruste ET ook veel goedkoper dan vergelijkbare spectrografen, die meer dan $ 1 miljoen kosten. En met een lengte van ongeveer 4 voet, 2 voet breed en een gewicht van ongeveer 150 pond, is het lichter en kleiner. Het instrument is gebaseerd op een concept dat in 1997 voor het eerst werd voorgesteld door de natuurkundige David Erskine van Lawrence Livermore National Lab.
De astronomen gebruikten de Exoplanet Tracker op de speciale 0,9 meter Coud? voersysteem binnen de 2,1 meter telescoop van de National Science Foundation in het Kitt Peak National Observatory nabij Tucson, Ariz.
Net als instrumenten met radiale snelheden die zijn uitgerust met spectrografen, kan het ET-instrument in zijn huidige vorm slechts één object tegelijk doorzoeken. Maar het team van Ge heeft aangetoond dat het tegelijkertijd op planeten rond meerdere sterren kan jagen? een sleutelelement van zijn verhoogde nut. Het team werkt aan een versie die maar liefst 100 sterren tegelijk kan onderzoeken.
De Exoplanet Tracker zal komend voorjaar worden gebruikt voor een proefplaneetonderzoek op de Sloan Digital Sky Survey 2,5 meter brede veldtelescoop bij het Apache Point Observatory in New Mexico. Het nieuwe instrument wordt gefinancierd met een subsidie van $ 875.000 van de W.M. Stichting Keck. Een veel ambitieuzer langetermijnonderzoek bevindt zich in de planningsfase.
De Kitt Peak Coud? De voedertelescoop die Ge en zijn collega's gebruikten om de nieuwe planeet te ontdekken, heeft een spiegel van 0,9 meter op een hoge toren, een spiegel die inkomend sterrenlicht naar een observatieruimte in de voet van de 2,1 meter telescoop stuurt. De standaard spectrograaf in de faciliteit vult de kamer? terwijl ET een klein hoekje inneemt.
De nieuwe planeet is de verste ooit gevonden met behulp van de Doppler-techniek met een telescoopspiegel van minder dan 1 meter groot. Er zijn wereldwijd honderden van dergelijke telescopen, vergeleken met slechts een handvol grotere telescopen van 2 en 3 meter die vaker worden gebruikt bij het vinden van planeten? telescopen waar doorgaans veel vraag naar is en die moeilijk toegankelijk zijn.
"Deze kleinere telescopen zijn relatief goedkoop en relatief beschikbaar", zei Ge, "dus je kunt er vaak tientallen nachten over beschikken als je een veelbelovend voorstel hebt."
Kitt Peak National Observatory maakt deel uit van het National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Ariz., Dat wordt beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy Inc., in een samenwerkingsovereenkomst met de National Science Foundation.
"Dit is de eerste keer dat een planeet is ontdekt met een door de overheid gefinancierde telescoop in het Amerikaanse nationale observatorium", zegt Buell Jannuzi, waarnemend directeur van het Kitt Peak National Observatory. "We zijn erg verheugd dat de bredere gemeenschap van astronomen over de hele wereld zal kunnen voorstellen om het Exoplanet Tracker-instrument met één object op Kitt Peak te gebruiken om hun eigen onderzoeksprogramma's uit te voeren, vanaf de herfst van 2006."
Dat gezegd hebbende, het ontdekken van nieuwe planeten is nooit eenvoudig.
Bij de laatste vondst hebben astronomen zich tot het uiterste ingespannen om ervoor te zorgen dat ze daadwerkelijk een planeet 'zagen'. Dat komt omdat de ster, die ongeveer 80 procent van de massa van onze zon heeft, veel van zijn jeugdige rotatiesnelheid behoudt, waardoor hij in staat is om sterke magnetische velden en bijbehorende donkere stervlekken te genereren. Deze lijken op de magnetisch gegenereerde zonnevlekken op onze eigen zon en kunnen de aanwezigheid van een planeet in een baan rond de ster nabootsen.
Om deze mogelijkheid te controleren, observeerde Greg Henry, een astronoom in de staat Tennessee, de ster met een geautomatiseerde telescoop in Arizona en ontdekte dat de ster zijn helderheid veranderde terwijl hij roteerde.
'Mijn waarnemingen laten een rotatieperiode van ongeveer 12 dagen voor de ster zien', zei Henry. "Dus als de planetaire baanperiode inderdaad minder dan vijf dagen is, kunnen de donkere vlekken die elke 12 dagen ronddraaien op het oppervlak van de ster niet de valse verschijning van een planeet veroorzaken."
Gelegen in de richting van het sterrenbeeld Maagd, voltooit de nieuw ontdekte planeet zijn baan in minder dan vijf dagen, wat betekent dat hij heel dicht bij zijn moederster draait en erg heet is. Dat betekent dat hij te dicht bij de ster staat om binnen de 'bewoonbare zone' te liggen waar leven mogelijk is.
Oorspronkelijke bron: UFL News Release
