Kredit gambar: ESA
Ahli astronomi dari University of Texas di Austin percaya bahawa mereka telah mengetahui cara yang murah untuk mencari planet ekstrasur. Walaupun prosesnya kemungkinan akan menghancurkan planet dalam, planet luar mungkin masih akan berada di orbit mengelilingi bintang. Kerdil putih ini diketahui berdenyut pada kadar tertentu, jadi graviti planet yang bergerak di sekitar bintang harus mempengaruhi kadar nadi ini dengan jumlah seminit yang harus dapat dikesan oleh teleskop berbasis Bumi yang murah.
Ahli astronomi University of Texas di Austin telah mencipta kaedah yang murah untuk menentukan sama ada sistem suria lain seperti kita ada.
Di antara lebih daripada 100 bintang yang kini diketahui mempunyai planet, ahli astronomi menemui beberapa sistem yang serupa dengan planet kita. Tidak diketahui apakah ini kerana keterbatasan teknologi atau jika sistem kita benar-benar merupakan konfigurasi yang jarang berlaku. Ahli astronomi Balai Cerap McDonald? kaedah pencarian novel menggunakan teleskop era Depresi yang digabungkan dengan teknologi masa kini.
Ahli astronomi Don Winget dan Edward Nather, pelajar siswazah Fergal Mullally dan Anjum Mukadem, dan rakan sekerja mencari "sisa" sistem suria seperti kita. Kaedah mereka mencari potongan sistem suria setelah bintangnya mati, dengan memanfaatkan sifat Matahari kuno yang terbakar yang disebut "kerdil putih."
Ahli astronomi Universiti Texas Bill Cochran dan Ted von Hippel juga terlibat, bersama dengan S.O. Kepler Universidade Brazil de Rio Grande dol Sul dan Antonio Kanaan dari Universidade Persekutuan de Santa Catarina dari Brazil.
Ahli astronomi tahu bahawa ketika bintang seperti Matahari menggunakan bahan bakar nuklearnya, lapisan luarnya akan mengembang, dan bintang itu akan menjadi bintang "gergasi merah". Ketika ini terjadi pada Matahari, dalam sekitar lima miliar tahun, mereka menjangkakan akan menelan Merkuri dan Venus, mungkin tidak sampai ke Bumi. Kemudian Matahari akan meletupkan lapisan luarnya dan akan wujud selama beberapa ribu tahun sebagai nebula planet yang indah dan bijak. Inti yang tersisa Matahari kemudiannya akan menjadi kerdil putih, cinder lebat dan malap mengenai ukuran Bumi. Dan yang paling penting, kemungkinan masih akan diorbit oleh planet luar sistem suria kita.
Setelah sistem seperti Matahari mencapai keadaan ini, pasukan Winget mungkin dapat mencarinya. Kaedah mereka didasarkan pada lebih dari tiga dekad penyelidikan mengenai kebolehubahan (iaitu perubahan kecerahan) kerdil putih. Pada awal 1980-an, ahli astronomi University of Texas mendapati bahawa beberapa kerdil putih bervariasi, atau "berdenyut," dalam semburan biasa. Baru-baru ini, Winget dan rakan sekerja mendapati bahawa kira-kira satu pertiga dari kerdil putih berdenyut ini (PWD) adalah penjaga masa yang lebih dipercayai daripada jam atom dan pulsar kebanyakan milisaat.
Denyutan ini adalah kunci untuk mengesan planet. Planet yang mengorbit bintang PWD yang stabil akan mempengaruhi pemerhatian penentuan masa, nampaknya menyebabkan variasi berkala dalam corak denyutan yang berasal dari bintang. Ini kerana planet yang mengorbit PWD menyeret bintang ke sekeliling ketika bergerak. Perubahan jarak antara bintang dan Bumi akan mengubah jumlah masa yang diperlukan untuk cahaya dari denyutan mencapai Bumi. Oleh kerana denyutan nadi sangat stabil, para astronom dapat mengira perbezaan antara masa kedatangan denyutan yang diperhatikan dan dijangka dan menyimpulkan kehadiran dan sifat planet ini. (Kaedah ini mirip dengan yang digunakan dalam penemuan apa yang disebut "planet pulsar." Perbezaannya adalah, sahabat pulsar tidak disangka terbentuk dengan bintang mereka, tetapi hanya setelah bintang-bintang itu meletup di supernova.)
"Pencarian ini akan sensitif terhadap kerdil putih yang awalnya antara satu dan empat kali lebih besar dari Matahari, dan seharusnya dapat mengesan planet dalam jarak dua hingga 20 AU dari bintang induknya. Ini bermakna kita akan mencari di dalam zon yang boleh dihuni untuk beberapa bintang, ”kata Winget. (AU, atau unit astronomi, adalah jarak antara Bumi dan Matahari.) "Pada dasarnya, mengesan Jupiter pada jarak Musytari dengan teknik ini mudah. Ini sup itik, ”katanya.
Mudah, tetapi tidak cepat. Planet luar, yang mengorbit bintang-bintangnya pada jarak yang jauh, memerlukan lebih dari satu dekad untuk menyelesaikan satu orbit. Oleh itu, diperlukan beberapa tahun pemerhatian untuk secara pasti mengesan planet yang mengorbit kerdil putih.
"Anda perlu mencari lama untuk orbit penuh," kata Winget. "Separuh orbit atau sepertiga dari orbit akan memberitahu kita sesuatu yang sedang berlaku di sana. Tetapi untuk sebuah planet di jarak Musytari, setengah orbit masih enam tahun. " Winget menambahkan bahawa untuk kaedah ini, "mengesan Musytari di Uranus? jaraknya lebih mudah, tetapi mengambil masa lebih lama. "
Untuk carian planet PWD, Nather menghasilkan instrumen baru khusus untuk Teleskop Otto Struve 2.1 meter dari Observatorium McDonald's. Dia dan Mukadam merancang dan membangun instrumen, yang disebut Argos, untuk mengukur jumlah cahaya yang berasal dari bintang sasaran. Secara khusus, Argos adalah "CCD photometer"? kaunter foton yang menggunakan peranti berpasangan cas untuk merakam gambar. Terletak di fokus utama Teleskop Struve, Argos tidak mempunyai optik selain cermin utama teleskop 2.1 meter. Salinan Argos kini dibina di balai cerap lain di seluruh dunia.
Mullally meneruskan pencarian planet di sekitar kerdil putih dengan Argos di Teleskop Struve. Dia mempunyai 22 bintang sasaran, yang kebanyakannya dikenal pasti melalui Sloan Digital Sky Survey. Apabila pasukan menemui calon planet yang menjanjikan bersama Argos, mereka akan menindaklanjuti menggunakan Teleskop Hobby-Eberly (HET) sepanjang 9.2 meter di Balai Cerap McDonald.
"Sekiranya kita menjumpai planet besar yang mengorbit pada jarak yang jauh, itu adalah petunjuk yang baik bahawa mungkin ada planet yang lebih kecil yang lebih dekat. Dalam kes itu, apa yang anda lakukan adalah menjauhkan sasaran itu dengan teleskop terbesar yang dapat anda akses," kata Winget . HET akan membolehkan masa yang lebih tepat bagi denyutan PWD, dan dengan demikian dapat menentukan planet yang lebih kecil.
Pencarian ini akan dapat mengkaji jenis bintang yang tidak dapat dikaji dengan kaedah spektroskopi doppler? kaedah pencarian planet yang paling berjaya setakat ini? Winget berkata. Kerana keistimewaan dalam pembentukan bintang seperti Matahari, kaedah spektroskopi doppler tidak begitu sensitif dalam mencari planet di sekitar bintang dua kali lebih besar daripada Matahari. Kira-kira separuh daripada bintang dalam kajian Winget akan menjadi kerdil putih yang pada asalnya jenis bintang ini. Atas sebab ini, kajian PWD di McDonald dapat berperanan dalam mencari dan menilai sasaran dan memerhatikan strategi untuk misi angkasa NASA yang dirancang dalam dua dekad akan datang, khususnya Misi Interferometri Angkasa, Terestrial Planet Finder dan kapal angkasa Kepler.
Penyelidikan ini dibiayai oleh geran NASA Origins, dan juga geran Projek Penyelidikan Lanjutan dari State of Texas. Melalui pembiayaan dari Texas Higher Education Agency, dua orang guru sekolah menengah (Donna Slaughter of Stony Point High School di Round Rock, Texas, dan Chris Cotter dari Lanier High School di Austin) telah terlibat secara langsung dalam penyelidikan ini. Rancangan kini sedang dijalankan untuk memperluaskan penglibatan ini kepada guru-guru lain, dan para pelajar di bilik darjah mereka dengan membawa sains, saintis dan Balai Cerap terus ke kelas menggunakan Internet. Cotter dan rakan-rakannya di Lanier High School terlibat dengan Mullally dalam menguji konsep ini.
Sumber Asal: Siaran Berita Balai Cerap McDonald
