Avrupalı bir gökbilimciler ekibi [1] güneşten başka bir yıldızın ("dış gezegen") etrafında dönen en hafif gezegeni keşfetti.
Yeni dış gezegen, güney Altar takımyıldızında bulunan parlak yıldız mu Arae'nin etrafında dönüyor. Bu yıldızın etrafında keşfedilen ikinci gezegendir ve 9.5 günde tam bir devrimi tamamlar.
Dünya'nın kütlesinin sadece 14 katı bir kütleye sahip olan yeni gezegen, mümkün olan en büyük kayalık gezegenlerin eşiğinde yatıyor ve bu da onu dünya benzeri süper bir nesne haline getiriyor. Güneş Sisteminin dev gezegenlerinden en küçüğü olan Uranüs de benzer bir kütleye sahiptir. Bununla birlikte, Uranüs ve yeni dış gezegen, konak yıldızdan uzaklığıyla o kadar farklıdır ki, oluşumları ve yapıları çok farklı olacaktır.
Bu keşif ESO'nun La Silla'daki 3.6 m'lik teleskopundaki HARPS spektrografisinin benzeri görülmemiş bir doğruluğu ile mümkün olmuştur, bu da radyal hızların 1 m / s'den daha iyi bir hassasiyetle ölçülmesini sağlar. Bu, dış gezegen araştırmaları alanındaki Avrupa liderliğinin bir başka açık gösterisidir.
Eşsiz bir gezegen avcılık makinesi
1995'te Michel Mayor ve Cenevre Gözlemevi'nden (İsviçre) Didier Queloz tarafından 51 Peg yıldızı etrafındaki bir gezegenin ilk tespitinden bu yana, gökbilimciler Güneş Sistemimizin benzersiz olmadığını öğrendiler, çünkü diğer yıldızların etrafında dönen 120'den fazla dev gezegen keşfedildi çoğunlukla radyal hız araştırmaları ile (bkz. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 ve ESO PR 03/03).
Bu temel gözlemsel yöntem, yıldızın yörüngesinde bir (görünmeyen) dış gezegenden yerçekimsel çekmenin değişen yönüne bağlı olarak, merkezi yıldızın hızındaki varyasyonların saptanmasına dayanır. Ölçülen hız varyasyonlarının değerlendirilmesi, gezegenin yörüngesini, özellikle yıldızdan olan periyodu ve mesafeyi ve ayrıca minimum bir kütleyi çıkarmaya izin verir [2].
Gezegen dışı gezegenlerin arayışı, daha iyi ve daha iyi enstrümantasyon gerektirir. Bu bağlamda, ESO, şüphesiz, ESO La Silla Gözlemevi'ndeki 3.6 metrelik teleskopun yeni HARPS spektrografı (Yüksek Doğruluk Radyal Hız Gezegeni Araştırıcısı) ile liderliği ele geçirdi (bkz. ESO PR 06/03). 2003 yılının Ekim ayında ESO üyesi ülkelerdeki araştırma topluluğuna sunulan bu benzersiz araç, saniyede 1 metrelik benzersiz bir hassasiyetle doğru (radyal) hız ölçümleri ile diğer yıldızların ("dış gezegenler") yörüngesindeki gezegenleri tespit etmek için optimize edilmiştir. .
HARPS, ESO ile işbirliği içinde bir Avrupa Konsorsiyumu [3] tarafından inşa edilmiştir. Zaten operasyonunun başlangıcından itibaren, çok yüksek verimliliğini gösterdi. La Silla'daki Swiss-Euler 1.2-m teleskopuna (cf ESO PR 18/98, 12/99, 13/00) takılan bir başka iyi bilinen gezegen avcılığı optimize edilmiş spektrograf olan CORALIE ile karşılaştırıldığında, tipik gözlem süreleri azaltıldı yüz faktör arttı ve ölçümlerin doğruluğu on faktör arttı.
Bu gelişmeler, ekstra güneş enerjisi gezegenleri arayışında yeni perspektifler açmış ve enstrümantal hassasiyet açısından yeni standartlar belirlemiştir.
Mu Arae çevresindeki gezegen sistemi
Yıldız Arae yaklaşık 50 ışıkyılı uzaklıktadır. Bu güneş benzeri yıldız güney takımyıldızı Ara'da (Altar) bulunur ve çıplak gözle gözlemlenecek kadar parlaktır (5. büyüklük).
Mu Arae'nin Jüpiter büyüklüğünde bir gezegeni 650 günlük yörünge dönemine sahip olduğu zaten biliniyordu. Önceki gözlemler ayrıca çok daha uzakta başka bir yoldaşın (bir gezegen veya yıldız) varlığına işaret etti.
Gökbilimciler tarafından bu nesne üzerinde elde edilen yeni ölçümler, diğer ekiplerden alınan verilerle birleştiğinde bu resmi doğrulamaktadır. Ancak ekibin üyesi Franois Bouchy'nin belirttiği gibi: “Yeni HARPS ölçümleri, daha önce bu yıldız hakkında ne bildiğimize inandığımızı doğrulamakla kalmadı, aynı zamanda kısa yörüngede ek bir gezegenin var olduğunu da gösterdi. Ve bu yeni gezegen, güneşten başka bir yıldızın etrafında keşfedilen en küçük ama görülüyor. Bu, Mu Arae'yi çok heyecan verici bir gezegen sistemi haline getiriyor. ”
Haziran 2004'teki 8 gece boyunca, mu Arae tekrar tekrar gözlendi ve yıldızın iç kısmı hakkında bilgi almak için HARPS tarafından radyal hızı ölçüldü. Bu astero-sismoloji tekniği (bkz. ESO PR 15/01) yıldızın yüzeyini periyodik olarak içeri ve dışarı titreştiren küçük akustik dalgaları inceler. Yıldızın iç yapısını bilerek, gökbilimciler yıldız atmosferinde gözlenen olağandışı miktarda ağır elementin kökenini anlamayı amaçladılar. Bu olağandışı kimyasal bileşim, gezegen oluşum tarihine benzersiz bilgiler sağlayabilir.
Ekibin başka bir üyesi olan Nuno Santos: “Şaşırtıcı bir şekilde, yeni ölçümlerin analizi, akustik salınım sinyalinin üstünde 9.5 günlük bir periyotla radyal bir hız değişimi gösterdi!”
Bu keşif, astero-seimoloji kampanyası sırasında elde edilen çok sayıda ölçüm sayesinde mümkün olmuştur.
Bu tarihten itibaren, aynı zamanda HARPS konsorsiyum anket programının bir parçası olan yıldız, yıldızın “sismik gürültüsünü” azaltmak için dikkatli bir gözlem stratejisi ile düzenli olarak izlendi.
Bu yeni veriler, Haziran ayındaki 8 gece boyunca bulunan radyal hız değişimlerinin hem genliğini hem de periyodikliğini doğruladı. Gökbilimciler bu periyodik sinyale sadece ikna edici bir açıklama bıraktılar: İkinci bir gezegen Mu Arae'nin etrafında dönüyor ve 9,5 günde tam bir devrim gerçekleştiriyor.
Ancak bu tek sürpriz değildi: radyal hız genliğinden, yani gezegenin yıldızdaki yerçekimi çekilmesinin neden olduğu yalpalamanın büyüklüğü, gökbilimciler gezegen için Dünya kütlesinin sadece 14 katı bir kütle türetmişlerdi. ! Bu, güneş sistemindeki dev gezegenlerin en küçüğü olan Uranüs'ün kütlesi hakkında.
Bu nedenle yeni bulunan dış gezegen, güneş tipi bir yıldızın çevresinde keşfedilen en küçük gezegende yeni bir rekor kırıyor.
Sınırda
Bu gezegenin kütlesi onu çok büyük dünya benzeri (kayalık) gezegenler ve dev gezegenler arasındaki sınıra yerleştirir.
Mevcut gezegen oluşum modelleri hala keşfedilen dünya dışı gezegenler arasında gözlemlenen tüm şaşırtıcı çeşitliliği açıklamaktan uzak olduğundan, gökbilimciler sadece mevcut nesnenin gerçek doğası hakkında spekülasyon yapabilirler. Mevcut dev gezegen oluşumu paradigmasında, ilk olarak katı “gezegenler” in birikmesiyle bir çekirdek oluşur. Bu çekirdek kritik bir kütleye ulaştığında, gaz “kaçak” bir şekilde birikir ve gezegenin kütlesi hızla artar. Mevcut durumda, bu sonraki aşamanın gerçekleşmesi olası değildir, aksi takdirde gezegen çok daha büyük hale gelirdi. Ayrıca, göçün oluşum süresini kısalttığını gösteren son modeller, mevcut nesnenin büyük mesafelerde göç etmesi ve bu kadar küçük bir kütlenin içinde kalması pek olası değildir.
Bu nedenle, bu nesnenin küçük (toplam kütlenin onda biri kadar) gazlı bir zarfla çevrili kayalık (buzlu değil) bir çekirdeğe sahip bir gezegen olması muhtemeldir ve bu nedenle “süper Dünya” olarak nitelendirilecektir.
Diğer Beklentiler
Michel Mayor (Cenevre Gözlemevi, İsviçre) liderliğindeki HARPS konsorsiyumu, şimdiye kadar uygulanan gezegen dışı gezegenler için en iddialı sistematik aramalardan birini gerçekleştirmek üzere ESO 3.6 metrelik teleskopta 5 yıllık bir süre boyunca yılda 100 gözlem gecesi aldı. Dünya çapında. Bu amaçla, konsorsiyum, gezegen sistemlerini barındırabilecek yüzlerce yıldızın hızlarını tekrar tekrar ölçmektedir.
1 yıldan az bir operasyondan sonra bu yeni ışık gezegeninin tespiti, HARPS'nin kısa yörüngelerdeki kayalık gezegenleri tespit etme potansiyelini ortaya koyuyor. Daha ileri analizler HARPS ile elde edilen performansların Dünya kütlesinin sadece birkaç katı büyük “tellurik” gezegenlerin tespitini mümkün kıldığını göstermektedir. Böyle bir yetenek, geçmiş gezegen araştırmalarına kıyasla büyük bir gelişmedir. Bu kayalık nesnelerin tespiti, yarıçaplarını ölçebilecek COROT, Eddington ve KEPLER gibi görevlerle uzaydan gelecekteki transit tespitlerinin ilgisini güçlendirir.
Daha fazla bilgi
Bu Basın bülteninde açıklanan araştırma, önde gelen astrofizik dergisi “Astronomi ve Astrofizik” e yayınlanmak üzere sunulmuştur. Bir ön baskı, http://www.oal.ul.pt/~nuno/ adresinde bir postscript dosyası olarak mevcuttur.
notlar
[1]: Ekip Nuno Santos (Astrofisica ve Astrofisica da Universidade de Lisboa, Portekiz), Fran Boisy Bouchy ve Jean-Pierre Sivan (Laboratoire d'astrophysique de Marseille, Fransa), Michel Mayor, Francesco Pepe'den oluşuyor , Didier Queloz, St? Phane Udry ve Christophe Lovis (Observatoire de l'Universit? De Gen? Ve, İsviçre), Sylvie Vauclair, Michael Bazot (Toulouse, Fransa), Gaspare Lo Curto ve Dominique Naef (ESO), Xavier Delfosse (LAOG, Grenoble, Fransa), Willy Benz ve Christoph Mordasini (Physikalisches Institut der Universit ?t Bern, İsviçre) ve Jean-Louis Bertaux (Service d'A? Ronomie de Verri? Re-le-Buisson, Paris, Fransa) .
[2] Radyal hız yönteminin temel bir sınırlaması, gezegen için sadece daha düşük bir kütle sınırının belirlenmesine izin veren gezegen yörüngesinin eğiminin bilinmemesidir. Bununla birlikte, istatistiksel değerlendirmeler çoğu durumda gerçek kütlenin bu değerden çok daha yüksek olmayacağını göstermektedir. Bu metinde kullanılan dış gezegenler için kütle birimleri 1 Jüpiter kütlesi = 22 Uranüs kütlesi = 318 Dünya kütlesi; 1 Uranüs kütlesi = 14.5 Dünya kütleleri.
HARPS, Observatoire de Gen? Ve (İsviçre) liderliğindeki ve Observatoire de Haute-Provence (Fransa), Physikalisches Institut der Universit ?t Bern (İsviçre) dahil olmak üzere uluslararası bir araştırma enstitüleri konsorsiyumu tarafından tasarlanmış ve inşa edilmiştir. Service d'Aeronomie (CNRS, Fransa), ayrıca ESO La Silla ve ESO Garching.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
