Najodleglejsza planeta

Piekąca się planeta
Wizja artystyczna gigantycznej planety przypiekającej się w pobliżu gwiazdy OGLE-TR-56, około 5000 lat świetlnych stąd w Strzelcu. Dzięki uprzejmości Davida A. Aguilara / CfA.
 

 
Astronomowie znaleźli najbardziej, jak dotąd, odległą planetę pozasłoneczną, rozwijając przy tym obiecującą technikę odkrywania nowych światów. Informacja ogłoszona na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (AAS, American Astronomical Society) w Seattle wytycza drogę potężnej fali detekcji planet w następnych kilku latach.

Obiekt, ochrzczony OGLE-TR-56b, jest niezwykły na wiele sposobów. Leży około 5000 lat świetlnych stąd w porównaniu z zaledwie dziesiątkami lat światła w wypadku większości znanych planet pozasłonecznych. Okrąża swą gwiazdę blisko, pędząc na złamanie karku, w ciągu 29 godzin, w odległości jedynie 4,5 jej promienia (0,023 jednostki astronomicznej). Jest stosunkowo lekki (około 0,9 masy Jowisza), mimo to nieco większy rozmiarem od Jowisza. Co zaś najważniejsze, to pierwszy obiekt pierwotnie wykryty metodą "przejścia": poszukiwania oznak obiektu systematycznie przechodzącego przed gwiazdą i zasłaniającego niewielką ilość jej światła.

Aż dotąd, niemal wszystkie planety pozasłoneczne odkryte zostały dzięki precyzyjnym pomiarom prędkości radialnych gwiazd. Gigantyczne planety powodują niewielkie grawitacyjne wahania okrążanej gwiazdy. Dokładnie przyglądając się gwiazdom w poszukiwaniu takich wahań prędkości astronomowie mogą wyznaczyć okres orbitalny planety, spłaszczenie jej orbity oraz dolną granicę masy. Kilka zespołów śledziło tysiące potencjalnie wahających się gwiazd z grubsza od dziesięciu lat i znalazło około 100 planet pozasłonecznych. Z techniką tą wiążą się jednak dwa problemy: wymaga dużej ilości czasu na wielkich teleskopach oraz nie podaje rzeczywistej masy planety, a jedynie jej dolną granicę. Statystycznie, w większości wypadków, wartość ta będzie bardzo bliska masie rzeczywistej, w niektórych może być jednak bardzo zaniżona - co gorsza nie da się rozróżnić tych wypadków.

W ciągu kilku ostatnich lat zaczęto rozważać nowe podejścia do polowania na planety. W ponad dwudziestu projektach szuka się planet poprzez monitorowanie ogromnej liczby gwiazd w celu wykrycia zjawiska przejścia. Pojawiły się liczne problemy związane z tą metodą, jednakże jedna z grup właśnie wysunęła się na czoło łowców. Andrzej Udalski (Obserwatorium Uniwersytetu Warszawskiego) i jego ośmiu kolegów z projektu OGLE III, przyjrzeli się 52 000 gwiazd podobnych do Słońca w gwiazdozbiorze Strzelca w poszukiwaniu oznak przejścia. W zeszłym roku ogłosili listę ponad 40 gwiazd wykazujących objawy systematycznego przesłaniania przez małe, słabe ciała.

Animacja po kliknięciu.
Astronomowie mogą wykryć przejście wielkiej planety śledząc jasność gwiazdy w długich okresach czasu. Jeśli jasność nieznacznie spada w charakterystyczny sposób, powodem może być przesłaniająca sylwetka orbitującego świata. Zdarza się to tylko w rzadkich wypadkach, gdy orbita planety leży w płaszczyźnie naszego widzenia. Kliknięcie uruchomi animację. S&T ilustracja: Steven Simpson.
 

 

Problemem było stwierdzenie, co to za obiekty: wielkie planety, brązowe karły, czy słabe czerwone karły - wszystkie o zbliżonych rozmiarach fizycznych. Dodatkowo zaćmienia w normalnych układach podwójnych mogą ukryć efekt przejścia, podobnie jak maskowanie zwykłych gwiazd zaćmieniowych przez niezwiązane jasne gwiazdy tła lub przed obiektem. Każdy podejrzany wypadek wymaga potwierdzenia metodą prędkości radialnych z czym mamy do czynienia.

Na spotkaniu AAS, zespół prowadzony przez Macieja Konackiego (Caltech) i Dimitara Sasselova (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ogłosił pierwsze potwierdzenie metodą prędkości radialnych istnienia planety podejrzewanej dzięki metodzie przejścia OGLE. Korzystając z kilku dużych teleskopów, w tym dziesięciometrowego teleskopu Kecka na szczycie Mauna Kea na Hawajach, astronomowie wykluczyli większość podejrzeń OGLE jako gwiazdy podwójne. Jednak obiekt orbitujący wokół OGLE-TR-56 okazał się mieć zaledwie masę Jowisza...

Zdaniem Sasselova poszukiwanie najpierw przejść zamiast zmian prędkości radialnej pozwoli astronomom rozszerzyć obszar poszukiwań planet pozasłonecznych z kilkuset do 8000 lat świetlnych. A co więcej, zbiór gwiazd potencjalnie nadających się do sprawdzenia wzrośnie z 40 000 do ponad 100 milionów. Jednakże metoda przejścia działa tylko w rzadkich wypadkach, gdy orbita planety leży niemal dokładnie w płaszczyźnie naszego widzenia. To praktycznie eliminuje wszystkie orbitujące światy za wyjątkiem bliskich, "gorących Jowiszy" podobnych do OGLE-TR-56b.

Jednak po wykryciu przejścia, dalsze obserwacje prędkości radialnych mogą być znacznie wydajniejsze niż poszukiwanie na ślepo. Przy znanej orbicie, astronomowie mogą zaplanować obserwacje na czas, gdy przewidywane wahania prędkości będą największe. Wiedząc dokładnie, gdzie i kiedy patrzeć, można mierzyć prędkości słabych gwiazd. Zwykłe pomiary przeglądowe słabych gwiazd są zbyt czasochłonne, by je wykonać. (Sama OGLE-TR-56 jest bardzo słaba: 16,6 magnitudo.) Astronomowie opisali swą metodę w artykule opublikowanym kilka dni temu.

Znany jest tylko jeden inny przypadek przejścia planety. Świat orbitujący wokół HD 209458, 174 lat świetlnych stąd w Pegazie, pierwotnie odkryty został metodą prędkości radialnych. Później stwierdzono efekt przejścia.

Będąc tak blisko gwiazdy, OGLE-TR-56b powinien być rozgrzany do czerwoności - około 1900 kelwinów na stronie zwróconej do gwiazdy. W tej temperaturze, zgodnie z modelami teoretycznymi, w jego atmosferze mogą istnieć chmury pary żelaza powodujące ciekłe, żelazne deszcze.

24 stycznia 2003
Źródło | oprac. T.Kundera

Liczba odsłon: 1161