Pasukan ahli astronomi Eropah [1] telah menemui planet paling ringan yang diketahui mengorbit bintang selain matahari ("exoplanet").
Exoplanet baru mengorbit muae Arae bintang terang yang terletak di buruj Altar selatan. Ia adalah planet kedua yang ditemui di sekitar bintang ini dan menyelesaikan revolusi penuh dalam 9.5 hari.
Dengan jisim hanya 14 kali jisim Bumi, planet baru terletak di ambang planet berbatu terbesar yang mungkin, menjadikannya objek super Bumi yang mungkin. Uranus, planet terkecil dari Sistem Suria mempunyai jisim yang serupa. Walau bagaimanapun, Uranus dan exoplanet baru sangat berbeza dengan jarak mereka dari bintang tuan rumah sehingga pembentukan dan strukturnya mungkin sangat berbeza.
Penemuan ini dimungkinkan oleh ketepatan spektrograf HARPS yang belum pernah terjadi sebelumnya pada teleskop 3.6-m ESO di La Silla, yang membolehkan halaju radial diukur dengan ketepatan yang lebih baik daripada 1 m / s. Ini adalah satu lagi demonstrasi kepemimpinan Eropah yang jelas dalam bidang penyelidikan exoplanet.
Mesin memburu planet yang unik
Sejak pengesanan pertama pada tahun 1995 planet di sekitar bintang 51 Peg oleh Michel Mayor dan Didier Queloz dari Balai Cerap Geneva (Switzerland), para astronom telah mengetahui bahawa Sistem Suria kita tidak unik, kerana lebih daripada 120 planet raksasa yang mengorbit bintang-bintang lain ditemui kebanyakannya dilakukan oleh tinjauan kecepatan-radial (rujuk ESO PR 13/00, ESO PR 07/01, dan ESO PR 03/03).
Kaedah pemerhatian asas ini didasarkan pada pengesanan variasi dalam halaju bintang pusat, kerana perubahan arah tarikan graviti dari eksoplanet (yang tidak terlihat) ketika mengorbit bintang. Penilaian variasi halaju yang diukur memungkinkan untuk menyimpulkan orbit planet, khususnya tempoh dan jarak dari bintang, serta jisim minimum [2].
Pencarian berterusan untuk eksoplanet memerlukan instrumen yang lebih baik dan lebih baik. Dalam konteks ini, ESO tidak diragukan lagi memimpin dengan spektrograf HARPS baru (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) teleskop 3.6-m di Observatorium ESO La Silla (lihat ESO PR 06/03). Ditawarkan pada bulan Oktober 2003 kepada komuniti penyelidik di negara-negara anggota ESO, instrumen unik ini dioptimumkan untuk mengesan planet di orbit di sekitar bintang lain ("exoplanet") dengan pengukuran halaju (radial) tepat dengan ketepatan 1 meter per saat yang tidak dapat ditandingi .
HARPS dibina oleh Konsortium Eropah [3] dengan kerjasama ESO. Sejak awal operasinya, ia telah menunjukkan kecekapannya yang sangat tinggi. Sebagai perbandingan dengan CORALIE, satu lagi spektrograf dioptimumkan untuk memburu planet yang dipasang di teleskop Swiss-Euler 1.2-m di La Silla (rujuk ESO PR 18/98, 12/99, 13/00), masa pemerhatian biasa telah dikurangkan dengan faktor seratus dan ketepatan pengukuran telah meningkat dengan faktor sepuluh.
Penambahbaikan ini telah membuka perspektif baru dalam mencari planet suria ekstra dan telah menetapkan standard baru dari segi ketepatan instrumental.
Sistem planet di sekitar mu Arae
Bintang mu Arae terletak kira-kira 50 tahun cahaya. Bintang seperti suria ini terletak di buruj selatan Ara (Altar) dan cukup terang (magnitud ke-5) untuk diperhatikan dengan mata tanpa bantuan.
Mu Arae sudah diketahui menyimpan sebuah planet berukuran Musytari dengan tempoh orbit 650 hari. Pemerhatian sebelumnya juga mengisyaratkan kehadiran rakan lain (planet atau bintang) yang jauh.
Pengukuran baru yang diperoleh oleh ahli astronomi pada objek ini, digabungkan dengan data dari pasukan lain mengesahkan gambar ini. Tetapi seperti yang dinyatakan oleh Fran? Ois Bouchy, anggota pasukan: “Pengukuran HARPS baru bukan sahaja mengesahkan apa yang sebelum ini kami percayai mengetahui mengenai bintang ini, tetapi mereka juga menunjukkan bahawa terdapat planet tambahan pada orbit pendek. Dan planet baru ini nampaknya terkecil namun dijumpai di sekitar bintang selain matahari. Ini menjadikan mu Arae sistem planet yang sangat menarik. "
Selama 8 malam pada bulan Jun 2004, mu Arae berulang kali diperhatikan dan kecepatan radialnya diukur oleh HARPS untuk mendapatkan maklumat mengenai bahagian dalam bintang. Teknik astero-seismologi yang disebut ini (lihat ESO PR 15/01) mengkaji gelombang akustik kecil yang menjadikan permukaan bintang secara berkala berdenyut masuk dan keluar. Dengan mengetahui struktur dalaman bintang, para astronom bertujuan memahami asal usul jumlah unsur berat yang luar biasa yang diperhatikan di atmosfernya yang luar biasa. Komposisi kimia yang tidak biasa ini dapat memberikan maklumat unik kepada sejarah pembentukan planet ini.
Kata Nuno Santos, ahli pasukan lain: "Yang mengejutkan kami, analisis pengukuran baru menunjukkan variasi halaju radial dengan jangka waktu 9.5 hari di atas isyarat ayunan akustik!"
Penemuan ini dimungkinkan berkat sejumlah besar pengukuran yang diperoleh semasa kempen astero-seimologi.
Mulai tarikh ini, bintang itu, yang juga merupakan bagian dari program tinjauan konsorsium HARPS, dipantau secara teratur dengan strategi pemerhatian yang teliti untuk mengurangi "kebisingan seismik" bintang.
Data baru ini mengesahkan amplitud dan berkala variasi halaju radial yang dijumpai selama 8 malam pada bulan Jun. Ahli astronomi hanya tinggal satu penjelasan yang meyakinkan mengenai isyarat berkala ini: planet kedua mengorbit mu Arae dan mencapai revolusi penuh dalam 9.5 hari.
Tetapi ini bukan satu-satunya kejutan: dari amplitud halaju radial, iaitu ukuran goyangan yang disebabkan oleh tarikan graviti planet pada bintang, para astronom memperoleh jisim untuk planet ini hanya 14 kali jisim Bumi ! Ini mengenai jisim Uranus, planet terkecil dari sistem gergasi.
Oleh itu, exoplanet yang baru dijumpai menetapkan rekod baru di planet terkecil yang ditemui di sekitar bintang jenis suria.
Di sempadan
Jisim planet ini meletakkannya di sempadan antara planet seperti (berbatu) yang sangat besar dan planet gergasi.
Oleh kerana model pembentukan planet semasa masih belum dapat menjelaskan semua kepelbagaian luar biasa yang diperhatikan di antara planet-planet ekstrasur yang dijumpai, para astronom hanya dapat membuat spekulasi mengenai sifat sebenar objek ini. Dalam paradigma pembentukan planet gergasi saat ini, inti terbentuk pertama melalui pertambahan "planetesimals" yang padat. Setelah teras ini mencapai jisim kritikal, gas terkumpul secara "melarikan diri" dan jisim planet ini meningkat dengan cepat. Dalam kes ini, fasa kemudian ini tidak mungkin berlaku kerana planet ini akan menjadi lebih besar. Selanjutnya, model baru-baru ini menunjukkan bahawa migrasi memendekkan waktu pembentukan, tidak mungkin objek yang ada sekarang telah bermigrasi pada jarak yang jauh dan tetap berjisim kecil.
Oleh itu, objek ini kemungkinan merupakan planet dengan inti berbatu (bukan berais) yang dikelilingi oleh sampul gas kecil (dari urutan sepersepuluh dari jumlah jisim) dan oleh itu akan layak sebagai "Bumi super".
Prospek Lebih Lanjut
Konsorsium HARPS, yang diketuai oleh Michel Mayor (Geneva Observatory, Switzerland), telah diberikan 100 malam pengamatan setiap tahun dalam tempoh 5 tahun di teleskop ESO 3.6-m untuk melakukan salah satu carian sistematik yang paling bercita-cita tinggi untuk eksoplanet yang dilaksanakan sejauh ini di seluruh dunia. Untuk tujuan ini, konsortium berulang kali mengukur halaju ratusan bintang yang mungkin mempunyai sistem planet.
Pengesanan planet cahaya baru ini setelah kurang dari 1 tahun beroperasi menunjukkan potensi HARPS yang luar biasa untuk mengesan planet berbatu di orbit pendek. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahawa persembahan yang dicapai dengan HARPS memungkinkan pengesanan planet "Telluric" besar dengan hanya beberapa kali jisim Bumi. Keupayaan sedemikian adalah peningkatan besar berbanding dengan tinjauan planet masa lalu. Pengesanan objek berbatu seperti itu menguatkan minat pengesanan transit masa depan dari angkasa dengan misi seperti COROT, Eddington dan KEPLER yang dapat mengukur radius mereka.
Maklumat lanjut
Penyelidikan yang dijelaskan dalam siaran Pers ini telah diserahkan untuk diterbitkan ke jurnal astrofisika terkemuka "Astronomi dan Astrofisika". Pra cetak boleh didapati sebagai fail tulisan di http://www.oal.ul.pt/~nuno/.
Catatan
[1]: Pasukan ini terdiri daripada Nuno Santos (Centro de Astronomia e Astrofisica da Universidade de Lisboa, Portugal), Fran? Ois Bouchy dan Jean-Pierre Sivan (Laboratoire d'astrophysique de Marseille, Perancis), Walikota Michel, Francesco Pepe , Didier Queloz, St? Phane Udry, dan Christophe Lovis (Observatoire de l'Universit? De Gen? Ve, Switzerland), Sylvie Vauclair, Michael Bazot (Toulouse, Perancis), Gaspare Lo Curto dan Dominique Naef (ESO), Xavier Delfosse (LAOG, Grenoble, Perancis), Willy Benz dan Christoph Mordasini (Physikalisches Institut der Universit? T Bern, Switzerland), dan Jean-Louis Bertaux (Service d'A? Ronomie de Verri? Re-le-Buisson, Paris, Perancis) .
[2] Batasan asas kaedah kecepatan-radial adalah tidak diketahui kecenderungan orbit planet yang hanya memungkinkan penentuan had jisim yang lebih rendah untuk planet ini. Walau bagaimanapun, pertimbangan statistik menunjukkan bahawa dalam kebanyakan kes, jisim sebenarnya tidak akan jauh lebih tinggi daripada nilai ini. Unit jisim bagi eksoplanet yang digunakan dalam teks ini adalah 1 Jisim jisim = 22 jisim Uranus = 318 jisim Bumi; 1 Jisim Uranus = 14.5 Jisim bumi.
[3] HARPS telah dirancang dan dibina oleh sebuah konsortium institusi penyelidikan antarabangsa, yang diketuai oleh Observatoire de Gen? Ve (Switzerland) dan termasuk Observatoire de Haute-Provence (Perancis), Physikalisches Institut der Universit? T Bern (Switzerland), Perkhidmatan d'Aeronomie (CNRS, Perancis), serta ESO La Silla dan ESO Garching.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
