Kosmiczny teleskop Spitzer NASA po raz pierwszy uchwycił światło z dwóch znanych planet krążących wokół gwiazd innych niż nasze Słońce. Odkrycia wyznaczają początek nowej ery nauki planetarnej, w której planety „pozasłoneczne” można bezpośrednio zmierzyć i porównać.
„Spitzer dostarczył nam nowe, potężne narzędzie do nauki o temperaturach, atmosferach i orbitach planet setki lat świetlnych od Ziemi” - powiedział dr Drake Deming z NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, główny autor nowe badanie na jednej z planet.
„To fantastyczne” - powiedział dr David Charbonneau z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, główny autor oddzielnego badania na innej planecie. „Polujemy na to światło od prawie 10 lat, odkąd odkryto planety pozasłoneczne”. Artykuł Deminga pojawia się dziś w internetowej publikacji Nature; artykuł Charbonneau zostanie opublikowany w nadchodzącym numerze Astrophysical Journal.
Jak dotąd wszystkie potwierdzone planety pozasłoneczne, w tym dwie ostatnio zaobserwowane przez Spitzera, zostały odkryte pośrednio, głównie za pomocą techniki „chwiejności”, a ostatnio techniki „tranzytu”. W pierwszej metodzie planeta jest wykrywana przez holownik grawitacyjny, który wywiera na swoją gwiazdę macierzystą, co powoduje, że gwiazda się trzęsie. Po drugie, obecność planety jest wywnioskowana, gdy przechodzi ona przed swoją gwiazdą, powodując przygaszenie lub mrugnięcie gwiazdy. Obie strategie wykorzystują teleskopy światła widzialnego i pośrednio ujawniają odpowiednio masę i rozmiar planet.
W nowych badaniach Spitzer bezpośrednio zaobserwował ciepłe promieniowanie podczerwone dwóch wcześniej wykrytych planet „gorących Jowisza”, oznaczonych HD 209458b i TrES-1. Gorące Jowiszowie to pozasłoneczne olbrzymy gazowe, które ściśle otaczają gwiazdy macierzyste. Ze swoich tostowych orbit pochłaniają dużo światła gwiazd i świecą jasno w podczerwieni.
Aby odróżnić blask tej planety od blasku ognistych gorących gwiazd, astronomowie zastosowali prostą sztuczkę. Po pierwsze, użyli Spitzera do zebrania całkowitego światła podczerwonego zarówno z gwiazd, jak i planet. Następnie, gdy planety zanurzyły się za gwiazdami w ramach swojej regularnej orbity, astronomowie zmierzyli światło podczerwone pochodzące tylko od gwiazd. To dokładnie wskazało, ile światła podczerwonego należało do planet. „W świetle widzialnym blask gwiazdy całkowicie przytłacza blask światła odbijany przez planetę” - powiedział Charbonneau. „W podczerwieni kontrast między gwiazdą a planetą jest korzystniejszy, ponieważ planeta emituje własne światło.”
Dane Spitzera poinformowały astronomów, że obie planety mają co najmniej parujący 1000 kelwinów (727 stopni Celsjusza, 1340 Fahrenheita). Pomiary te potwierdzają, że gorące Jowisze są rzeczywiście gorące. Oczekuje się, że nadchodzące obserwacje Spitzera przy użyciu zakresu długości fal podczerwonych dostarczą więcej informacji na temat wiatrów planet i składu atmosfery.
Odkrycia ujawniają także tajemnicę, którą niektórzy astronomowie spoczęli. Planeta HD 209458b jest wyjątkowo puszysta lub duża ze względu na swoją masę, co zdaniem niektórych naukowców było wynikiem przyciągania grawitacyjnego niewidzialnej planety. Gdyby ta teoria była poprawna, HD 209458b miałby orbitę niekołową. Spitzer odkrył, że planeta faktycznie krąży po ścieżce. „Wróciliśmy do punktu wyjścia” - powiedziała dr Sara Seager, Carnegie Institution of Washington, Waszyngton, współautorka artykułu Deminga. „Dla nas teoretyków to świetna zabawa”.
Spitzer idealnie nadaje się do badania planet pozasłonecznych, o których wiadomo, że przechodzą lub krzyżują gwiazdy wielkości naszego Słońca na odległości 500 lat świetlnych. Spośród siedmiu znanych planet tranzytowych tylko dwie wymienione tutaj spełniają te kryteria. W miarę odkrycia kolejnych Spitzer będzie mógł zbierać swoje światło - bonus dla obserwatorium, biorąc pod uwagę, że pierwotnie nie był przeznaczony do wyświetlania planet pozasłonecznych. Przyszły koronograf NASA, który ma zostać uruchomiony w 2016 roku, będzie mógł bezpośrednio obrazować planety pozasłoneczne tak małe jak Ziemia.
Krótko po odkryciu w 1999 r. HD 209458b stała się pierwszą planetą wykrytą metodą tranzytową. Ten wynik pochodzi z dwóch drużyn, z których jedna kierowana jest przez Charbonneau. TrES-1 został znaleziony metodą tranzytową w 2004 r. Jako część finansowanego przez NASA Transatlantyckiego badania egzoplanetowego, naziemnego programu teleskopów ustanowionego częściowo przez Charbonneau.
Oryginalne źródło: NASA / JPL News Release
