Европски тим астронома [1] открио је најлакшу познату планету која орбитира око друге звезде осим сунца („егзопланета“).
Нова егзопланета орбитира светлом звездом му Арае која се налази у сазвежђу Јужног олтара. То је друга планета откривена око ове звезде и изврши потпуну револуцију у 9.5 дана.
Са масом од само 14 пута већом од масе Земље, нова планета лежи на прагу највећих могућих стеновитих планета, што га чини могућим супер Земљи сличним објектом. Уран, најмања од џиновских планета Сунчевог система, има сличну масу. Међутим, Уран и нова егзопланета толико се разликују по удаљености од звезде домаћина, да ће њихова формација и структура вероватно бити веома различити.
Ово откриће омогућено је невиђеном тачношћу ХАРПС спектрографа на ЕСО-овом 3,6-метарском телескопу у Ла Силла, који омогућава радијалне брзине да се мере са прецизношћу бољом од 1 м / с. То је још један јасан доказ европског лидерства на пољу истраживања егзопланета.
Јединствена машина за лов на планету
Откако су 1995. открили планету око звезде 51 Пег, коју су поставили Мицхел Маиор и Дидиер Куелоз из Женевске опсерваторије (Швајцарска), астрономи су сазнали да наш Сунчев систем није јединствен, јер је откривено више од 120 џиновских планета у орбити око других звезда углавном истраживањима радијалне брзине (усп. ЕСО ПР 13/00, ЕСО ПР 07/01 и ЕСО ПР 03/03).
Ова темељна опсервациона метода заснива се на откривању варијација у брзини централне звезде, услед промене смера гравитационог повлачења са (невидљиве) егзопланете док она орбитира око звезде. Процена измерених одступања у брзини омогућава да се закључи орбита планете, посебно период и удаљеност од звезде, као и минимална маса [2].
Стална потрага за егзопланетима захтева све бољу и бољу инструментацију. У том контексту, ЕСО је несумњиво преузео водство новим ХАРПС спектрографом (претраживач планетарне радијалне брзине високе прецизности) 3,6-метарског телескопа у ЕСО опсерваторију Ла Силла (види ЕСО ПР 06/03). Понудјен у октобру 2003. године истраживачкој заједници у земљама чланицама ЕСО-а, овај јединствени инструмент је оптимизован да детектује планете у орбити око других звезда („егзопланета“) тачним (радијалним) мерењима брзина са прецизном прецизношћу од 1 метра у секунди .
ХАРПС је изградио европски конзорцијум [3] у сарадњи са ЕСО. Већ од почетка рада показао је веома високу ефикасност. У поређењу са ЦОРАЛИЕ, још једним познатим спектрографом оптимизованим за лов на планете, инсталираним на швајцарском Еулер-овом 1.2 м телескопу у Ла Силла (усп. ЕСО ПР 18/98, 12/99, 13/00), типична времена посматрања су смањена за фактор сто, а тачност мерења повећана је за фактор десет.
Ова побољшања су отворила нове перспективе у потрази за екстра-соларним планетима и поставила нове стандарде у погледу инструменталне прецизности.
Планетарни систем око му Арае
Звезда Ара Ара је удаљена око 50 светлосних година. Ова звезда слична сунцу налази се у јужном сазвежђу Ара (олтар) и довољно је светла (5. магнитуде) да се може посматрати несигурним оком.
Му Арае је већ знао да има планету величине Јупитера са орбиталним периодом од 650 дана. Претходна запажања су такође наговештавала присуство другог пратиоца (планете или звезде) много даље.
Нова мерења која су астрономи добили на овом објекту у комбинацији са подацима других тимова потврђују ову слику. Али како каже Фрањоис Боуцхи, члан тима: „Нова мјерења ХАРПС-а нису само потврдила оно за што смо раније вјеровали да знамо о овој звијезди, већ су показали и да је присутна додатна планета на краткој орбити. Чини се да је ова нова планета најмања још откривена око звезде, осим сунца. Због тога је Ара Ара врло узбудљив планетарни систем. "
Током 8 ноћи у јуну 2004, му Арае је више пута примећен и његова радијална брзина мерена ХАРПС-ом да би добила информације о унутрашњости звезде. Ова такозвана техника астеро-сеизмологије (види ЕСО ПР 15/01) проучава мале акустичне таласе због којих површина звезде периодично пулсира унутра и ван. Познавајући унутрашњу структуру звезде, астрономи су имали за циљ да разумеју порекло необичне количине тешких елемената примећених у њеној звјезданој атмосфери. Овај необични хемијски састав могао би да пружи јединствене информације историји формирања планета.
Нуно Сантос, још један члан тима: "На наше изненађење, анализа нових мерења открила је промену радијалне брзине у периоду од 9,5 дана изнад сигнала акустичке осцилације!"
Ово откриће је омогућено захваљујући великом броју мерења добијеним током кампање астеро-сеимологије.
Од овог датума, звезда, која је такође била део програма за истраживање конзорцијума ХАРПС, редовно је праћена пажљивом стратегијом посматрања како би се смањио "сеизмички шум" звезде.
Ови нови подаци потврдили су и амплитуду и периодичност варијација радијалне брзине пронађене током 8 ноћи у јуну. Астрономи су имали само једно убедљиво објашњење за овај периодични сигнал: друга планета је у орбити око Ара Ара и извршила је пуну револуцију за 9,5 дана.
Али ово није једино изненађење: из амплитуде радијалне брзине, то је величине колебања индукованог гравитационим повлачењем планете на звезду, астрономи су добили масу за планету само 14 пута већу од масе Земље ! Овде је реч о маси Урана, најмањој од џиновских планета Сунчевог система.
Новооткривена егзопланета стога поставља нови рекорд у најмањој планети откривеној око звезде соларног типа.
На граници
Маса ове планете поставља је на границу између веома великих (каменитих) планета и огромних планета.
Како су садашњи модели планетарних формација још увек у стању да објасне сву невероватну разноликост која је запажена међу откривеним екстрасоларним планетима, астрономи могу само нагађати о правој природи овог објекта. У тренутној парадигми формирања џиновске планете језгро се формира најпре кроз нагомилавање чврстих „планетесимал“. Једном када ово језгро достигне критичну масу, гас се акумулира на „бежајући“ начин и маса планете се брзо повећава. У овом случају, ова каснија фаза је мало вероватна да се догодила јер би у супротном планета постала много масовнија. Штавише, недавни модели који показују да миграција скраћује време формирања, мало је вероватно да је садашњи објект мигрирао на великим даљинама и остао од тако мале масе.
Овај објекат ће, вероватно, бити планета са каменитим (а не леденим) језгром окруженим малом (отприлике десетином укупне масе) гасовитом омотачем и због тога би се квалификовала као "супер-Земља".
Даљње перспективе
Конзорцијум ХАРПС, на челу са Мишел градоначелником (Женеваски опсерваториј, Швајцарска), током петогодишњег периода на телескопу ЕСО 3.6 м добио је 100 посматрачких ноћи за обављање једне од најамбициознијих систематских претрага егзопланета до сада. широм света. У том циљу, конзорцијум више пута мери брзине стотина звезда које могу да поседују планетарни систем.
Откривање ове нове светлосне планете након мање од годину дана рада показује изванредан потенцијал ХАРПС-а за откривање стеновитих планета на кратким орбитама. Даљња анализа показује да перформансе постигнуте ХАРПС-ом омогућавају откривање великих „телуричних“ планета са само неколико пута већом масом Земље. Таква способност је значајно побољшање у поређењу с претходним истраживањима планета. Откривање таквих стеновитих објеката појачава интересовање за будуће транзитне детекције из свемира са мисијама као што су ЦОРОТ, Еддингтон и КЕПЛЕР које ће бити у могућности да мере њихов радијус.
Више информација
Истраживање описано у овом саопштењу за штампу предато је на објављивање у водећи астрофизички часопис „Астрономија и астрофизика“. Претисак је доступан као датотека са скрипта на адреси хттп://ввв.оал.ул.пт/~нуно/.
Напомене
[1]: Тим чине Нуно Сантос (Центро де Астрономиа е Астрофисица да Универсидаде де Лисбоа, Португал), Фран'ис Боуцхи и Јеан-Пиерре Сиван (Лаборатоире д'астропхисикуе де Марсеилле, Француска), Мицхел Маиор, Францесцо Пепе , Дидиер Куелоз, Ст. Фане Удри и Цхристопхе Ловис (Обсерватоире де л'Университ? Де Ген? Ве, Швајцарска), Силвие Вауцлаир, Мицхаел Базот (Тоулоусе, Француска), Гаспаре Ло Цурто и Доминикуе Наеф (ЕСО), Ксавиер Делфоссе (ЛАОГ, Гренобле, Француска), Вилли Бенз и Цхристопх Мордасини (Пхисикалисцхес Институт дер Университ? Т Берн, Швајцарска), и Јеан-Лоуис Бертаук (Сервице д'А? Рономие де Верри-ре-ле-Буиссон, Париз, Француска) .
[2] Основно ограничење методе радијалне брзине је непознат нагиб планетарне орбите који омогућава само одређивање доње границе масе планете. Међутим, статистичка разматрања показују да у већини случајева права маса неће бити много већа од ове вредности. Јединице масе за егзопланете коришћене у овом тексту су 1 маса Јупитера = 22 масе Урана = 318 масе Земље; 1 Уранова маса = 14,5 Земљине масе.
[3] ХАРПС је осмислио и изградио међународни конзорцијум истраживачких института, на челу са Опсерватоире де Генстве (Швајцарска), укључујући Обсерватоире де Хауте-Провенце (Француска), Пхисикалисцхес Институт дер Университ? Т Берн (Швајцарска), Сервице д'Аерономие (ЦНРС, Француска), као и ЕСО Ла Силла и ЕСО Гарцхинг.
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
