M kääbus Gliese 876. ümbritseva kivise planeedi kunstniku illustratsioon. Pildikrediit: NSF. Pilt suuremalt.
Maapõues, mida tuntakse kui ekstrasolaarset planeedijahti, reklaamitakse kõige hinnatuimat kinnisvara kui “maa moodi”. Esmaspäeval, 13. juunil võistlesid teadlased oma lipu punase tähe ümber tiirleva kivi põlevale kännule.
Selle äsja avastatud planeedi mass on umbes seitse korda suurem Maa massist ja seetõttu on väikseim ekstrasolaarne planeet, mis orbiiditi põhijärjestuse ehk kääbustähe (tähed, nagu meie päike, mis põlevad vesinikku) ümber.
On teada, et väljaspool meie päikesesüsteemi eksisteerivad veel väiksemad planeedid, kuid neil on õnn ümbritseda pulsareid, neid kiiresti pöörlevaid surevate tähtede kestasid. Selliseid planeete ei arvata pulsside kiirgava intensiivse kiirguse tõttu kaugelt elada.
Planeedid, mis moodustavad kümme Maa massist või vähem, arvatakse olevat kivised, samas kui massiivsemad planeedid on tõenäoliselt gaasilised, kuna nende tugevam gravitatsioon tähendab, et nad koguvad ja hoiavad planeedi moodustumise ajal rohkem gaasi. Siiani on leitud 155 ekstrasolaarset planeeti, kuid enamikul neist on massid, mis on võrreldavad gaasilise Jupiteriga rohkem kui kivine Maa (Jupiter on 318-kordne Maa mass).
Ehkki seda uut planeeti reklaamitakse suhteliselt väikese massi tõttu Maa-sarnaseks, ei tahaksid maainimesed seal peagi maja rentida. Esiteks sulaks maja sulama. Selle planeedi hinnangulised pinnatemperatuurid - 200 kuni 400 kraadi Celsiuse järgi (400 kuni 750 kraadi Fahrenheiti) - on tingitud sellest, et planeet suudleb lähedalt oma tähest.
Planeet asub Gliese 876 tähest vaid 0,021 AU kaugusel (1 AU on Maa ja Päikese vaheline kaugus) ning see viib orbiidi lõpule vähem kui kahe Maa päevaga. Meie enda päikesesüsteemis päikesele lähim planeet - lõõmav elavhõbe - asub ligi 20 korda kaugemal, tiirledes umbes 0,4 AU juures.
"Kuna planeet on kahepäevase orbiidi all, kuumutatakse seda ahjulaadse temperatuurini, nii et me ei oota elu," ütleb teaduse meeskonna liige Paul Butler Washingtoni Carnegie Instituudist.
Meie päikesesüsteemis on asustatav tsoon - parasvöötme piirkond, kus vesi võiks vedelikuna eksisteerida planeedi pinnal - umbes 0,95–1,37 AU ehk Veenuse ja Marsi orbiitide vahel. Täht Gliese 876 on umbes 600 korda vähem helendav kui meie päike, seega on kavandatav asustatav tsoon palju lähemal, umbes vahemikus 0,06 kuni 0,22 AU.
Kell 0.021 AU on uus planeet tähele liiga lähedal, et asuda asustatavas tsoonis, ning lisaks sellele on see ka suuremates kogustes kõrge energiakiirgust nagu ultraviolettvalgus ja röntgenikiirgus. Kui punased kääbused, näiteks Gliese 876, kiirgavad madalamat ultraviolettkiirgust kui sellised tähed nagu meie päike, kiirgavad nad vägivaldseid röntgenkiirte.
Teine komplikatsioon selliselt lähedalt orbiidilt on see, et planeet võib olla loodete poolt lukus, kusjuures planeedi sama külg on alati tähe poole suunatud. Kui soojuse jaotamiseks pole piisavalt atmosfääri, on planeedi üks külg üleküpsetatud, teine jääb aga külmaks.
Gliese 876 arvatakse olevat umbes 11 miljardit aastat vana, muutes selle enam kui kaks korda vanemaks kui meie päike. Kuid teatud mõttes on Gliese teismeline meie päikese keskealisele täiskasvanule. G-klassi tähed, nagu meie päike, elavad umbes 10 miljardit aastat, samas kui M-klassi punased kääbused elavad arvatavasti 100 miljardit aastat (vanemad kui universumi vanus!).
California Berkeley ülikooli teadusrühma liige Geoff Marcy ütleb, et M-tähtedel kulub jahenemiseks kaua aega ja nad kahanevad peamise järjestuse suuruse ja heleduse saavutamiseks. Ta ütleb, et kui planeet rändas sissepoole tänapäeva lähedale orbiidile, tegi see tõenäoliselt selle paari esimese miljoni aasta jooksul ja seejärel allutati sellele palju rohkem kiirgust kui praegu sadade miljonite aastate jooksul.
Gliese 876 arvatakse olevat metallivaesed (astronoomile klassifitseeritakse mis tahes vesinikust ja heeliumist raskem element) metalli. Planeetide teke võib olla seotud tähe metallisusega, kuna nii täht kui ka planeedid moodustavad samast algmaterjalist. Nii loodetakse, et selline kivine planeet nagu Maa, mis koosneb sellistest elementidest nagu silikaadid ja raud, tiirleb ümber metallirikka tähe.
Vaatamata sellele, et Gliese 876 on metallivaene, on see mitme planeediga süsteem. Gliese 876 tiirleb teadaolevalt kaks gaasi hiiglaslikku planeeti: äärepoolseima planeedi mass on peaaegu kaks korda suurem kui Jupiteri mass ja see tiirleb tihedusel 0,21 AU; keskmine planeet on umbes pool Jupiteri massist ja see tiirleb tihedusel 0,13 AU.
"Kogu planeedisüsteem on omamoodi meie päikesesüsteemi miniatuur," ütleb Marcy. "Täht on väike, orbiidid on väikesed ja lähemal on neist väikseim, just nagu arhitektuur on meie enda päikesesüsteemis, väikseimate planeetidega, mis tiirlevad hiiglaste sissepoole."
Meie päikesesüsteemis on palju rohkem küünarnukiruumi. Elavhõbe on päikesest kaugemal kui kõigi nende planeetide kaugused kokku. Gliese 876 süsteemis olevad planeedid on üksteisega nii lähestikku, et nad üksteisega gravitatsiooniliselt interakteeruvad. Selline gravitatsiooniline sõjakäik oli see, kuidas teadlased suutsid planeedid kõigepealt tuvastada.
Orbiidi jooksul tõmbuvad planeedid oma tähelt gravitatsiooniliselt erinevatest külgedest. Teadlased mõõdavad tekkinud tähevalguse nihet, et teha kindlaks orbiidil olevate planeetide olemasolu.
Gliese 876 väikseima planeedi kohta lisateabe saamiseks peaksid teadlased kasutama teist planeedi jahipidamise tehnikat, mida nimetatakse transiidifotomeetriaks. Selle meetodi abil vaadatakse, kuidas tähe valgus sumbub, kui planeet möödub meie vaateväljast tähe ees. Orbiidil oleva planeedi eclipse võimaldab astronoomidel kindlaks teha selle planeedi mass ja raadius. Nende numbrite lühendamine näitab planeedi tihedust, mis näitab, millest planeet koosneb ja kas see on kivine või gaasiline.
Transiidifotomeetriat ei saa siiski kasutada, et öelda meile midagi Gliese 876 tiirlevate planeetide kohta, kuna süsteem on meie vaatepunktist 50 kraadi kaldu. See nurk tähendab, et planeedid ei blokeeri ühtegi Maa poole jõudvat tähevalgust.
Punased kääbused on meie galaktikas kõige tavalisem tähetüüp, moodustades umbes 70 protsenti kõigist tähtedest. Aastate jooksul uuritud 150 punasest kääbast on Marcy ja Butler leidnud vaid planeedid, mis tiirlevad neist kahe ümber. Kuna enamus seni leitud planeete on gaasihiiglased, võib see tähendada, et punased kääbused pole seda tüüpi maailmade jaoks harvemad.
Marcy sõnul jätkavad nad Gliese 876 jälgimist neljanda või viienda planeedi vihjete osas. "See on nüüdsest kindlasti üks meie lemmiktähti."
Võistlus finišisse
Seda avastust kirjeldav uurimistöö on edastatud ajakirjale Astrophysical Journal. Teadlaste sõnul said nad kohtunike eelhinnangu soodsalt ja loodavad, et nende paber võetakse vastu ja seejärel avaldatakse mõne kuu pärast. Esmaspäevasel pressikonverentsil küsiti teadlastelt, miks nad otsustasid oma järelduse avalikustada nüüd, enne kui paber oli avaldamiseks vastu võetud. Kas seda tehti selleks, et välja lüüa teised planeedi jahimehed, kellel võib olla konnas kuum?
Marcy vastas, et nad tahavad takistada uudise avastamist nende lekkimisest. „Me teadsime sellest kolm aastat tagasi, oleme jälginud seda vaikselt, hoolikalt, valvates saladust, kui topelt- ja kolm korda kontrollisime. Siis umbes kuu aega tagasi rääkisin siin Michael Turneriga, NSF-i (riikliku teaduse fondi) inimestega ja otsustasime ühiselt, et see avastus on nii erakordne, võib-olla see, mida te nimetaksite planeediteaduse verstapostiks, et seda oleks raske ette kujutada kaas sellel väga kauem. Niisiis otsustasime, et selle asemel, et lekkida meediakanalitesse ja leppida ringi, kui üks ajaleht saab sellest varakult teada ja nii edasi, oleks parem sellest kiiresti teada anda. ”
Seejärel asus Marcy kaitsma, miks ta arvas, et nende leid on õige, ja meeskonnakaaslased toetasid teda kiiresti. Nende leidmise õigsuses polnud aga kahtlust. Võib-olla on nende varajane teade koos varasema saladuse hoidmise nõudega tõend tihedast konkurentsist, mis on planeedi jahti juba algusest peale tähistanud.
Esimesest ekstrasolaarsest planeedi avastusest teatasid 5. oktoobril 1995 Genfi observatooriumi Michel Mayor ja Didier Queloz ning Marcy ja Butler kinnitasid vaatlusi järgmisel nädalal. Värske näide teiste ekstrasolaarsete planeetide „esimeste” haaramise võistlusest leidis aset möödunud suvel, kui 25. augustil 2004 teatasid linnapea Nuno Santos ja kolleegid esimese ekstrasolaarse Neptuuni massimassi planeedi avastamisest - omal ajal väikseimast ekstrasolarist. planeet, mis teadaolevalt tiirleb päikesetaolise tähe ümber. See teade tuli vähem kui nädal enne seda, kui Marcy ja Butler teatasid veel kahest Neptuuni massiga planeedi avastusest.
Linnapea ja tema kolleegid on uurinud ka Gliese 876. 1998. aasta juunis toimunud astronoomiakonverentsil teatasid linnapea ja Marcy kumbki iseseisvalt, et see täht tiirleb ümber massilisema gaasigigandi. Marcy ja Butler järgisid seda leidmist kõigepealt, teatades tähe teise gaasihiiglaste planeedi avastamisest 2001. aastal.
Kepleri missioon, mis peaks alguse saama 2008. aasta juunis, otsib kaugetest tähtedest tiirlevaid maapealseid planeete. Missioon määratleb Maa suuruse planeedi Maa massina vahemikus 0,5–2,0 või Maa läbimõõduga 0,8–1,3. 2–10 Maa massist koosnevad planeedid, näiteks esmaspäeval välja kuulutatud planeet, on määratletud kui suured maapealsed planeedid.
Algne allikas: NASA Astrobiology
