Dwudziesta planeta odkryta przez polski zespół astronomów

Zestawienie dwudziestu planet pozasłonecznych odkrytych przez zespół prof. Andrzeja Niedzielskiego z Centrum Astronomii UMK. Na osi poziomej pokazano odległość planet od swoich gwiazd (w jednostkach astronomicznych, bez zachowania skali). Z kolei wielkość symboli wskazuje na masy planet. Źródło: UMK.

Międzynarodowa grupa badawcza, którą kieruje prof. Andrzej Niedzielski z Centrum Astronomii UMK, ogłosiła we wtorek odkrycie swojej dwudziestej planety. Toruńscy astronomowie specjalizują się w badaniach planet okrążających czerwone olbrzymy, czyli gwiazdy w późnej fazie ewolucji, którą Słońce osiągnie za kilka miliardów lat.

Najnowszym obiektem zbadanym przez naukowców jest czerwony olbrzym oznaczony jako TYC 3667-1280-1. Gwiazda ta ma sześć razy większą średnicę niż Słońce i jest 30 razy jaśniejsza. Na niebie widać ją w konstelacji Kasjopei, a dzieli nas od niej aż 1600 lat świetlnych.

Z kolei planeta TYC 3667-1280-1 b jest pięciokrotnie masywniejsza niż Jowisz, ale w przeciwieństwie do największej planety Układu Słonecznego, okrąża swoją gwiazdę po bardzo ciasnej orbicie. Jeden obieg dookoła gwiazdy zajmuje planecie tylko 26,5 dnia. Gdyby planetę tę umieścić w Układzie Słonecznym, to krążyłaby po dwukrotnie mniejszej orbicie niż Merkury, który jest najbliższą planetą względem Słońca.

Planety o masach kilkakrotnie większych niż masa Jowisza, krążące bardzo blisko swoich gwiazd, nazywane są przez astronomów „gorącymi jowiszami”, bowiem panują na nich bardzo wysokie temperatury. W przypadku planety TYC 3667-1280-1 b mamy do czynienia z temperaturą 1100 stopni Celsjusza.

Odkrycie stanowi swego rodzaju święto dla zespołu prof. Niedzielskiego, bowiem jest to dwudziesta planeta odkryta przez ten zespół. Astronomowie korzystają z dużego teleskopu Hobby-Eberly w Teksasie (nazwa skrócona: HET) w Stanach Zjednoczonych. Efektywna apertura zwierciadła głównego tego teleskopu to 9,2 metra.

Instrumentem tym prowadzono obserwacje związane z odkryciami wszystkich 20 planet. Dodatkowo, w przypadku pięciu najnowszych odkryć wykorzystano także 3,6-metrowy teleskop Galileusza, na którym zamontowany jest spektrograf HARPS-N, jeden z najdokładniejszych spektrografów na świecie, pozwalający na dokonywanie pomiarów prędkości radialnych gwiazd z dokładnością lepszą niż 1 m/s.

Zespół prof. Niedzielskiego odkrywa planety techniką spektroskopii, mierząc tzw. prędkości radialne. Gdy w układzie planetarnym znajduje się gwiazda i planeta, to wzajemnie oddziałują na siebie grawitacyjnie. Planeta okrąża gwiazdę, ale grawitacja planety powoduje, że również gwiazda krąży wokół wspólnego środka masy układu. Zazwyczaj różnica mas pomiędzy gwiazdą, a planetą jest na tyle duża, że punkt ten znajduje się granicach gwiazdy. Efektem tego ruchu jest sytuacja, że gwiazda regularnie się nieco zbliża i nieco oddala od Ziemi. Ten niewielki ruch można zmierzyć dzięki spektroskopii i efektowi Dopplera. Zjawisko to polega na przesunięciu fali świetlnej w stronę fal dłuższych (w czerwoną stronę widma) gdy obiekt się od nas oddala oraz w stronę fal krótszych (w niebieską stronę widma) gdy gwiazda się zbliża. Dobrą analogią dla tej sytuacji jest zmiana słyszanego przez nas dźwięku gdy przejeżdża samochód albo karetka na sygnale.

W widmie gwiazdy widoczne są linie odpowiadające różnym pierwiastkom. Mierząc przesunięcia tych linii można obliczyć jaka jest amplituda ruchu gwiazdy w km/s, a następnie ustalić minimalną masę planety. Jeśli astronomowie dysponują wyłącznie obserwacjami spektroskopowymi, nie znają nachylenia płaszczyzny orbity planety do naszej linii widzenia, dlatego można w ten sposób ustalić dolną granicę masy planety.

Pełen skład zespołu badawczego stanowią: prof. Andrzej Niedzielski (Centrum Astronomii UMK), prof. Aleksander Wolszczan (Uniwersytet Stanowy Pensylwanii, USA), dr Eva Villaver (Uniwersytet Autonomiczny w Madrycie, Hiszpania), dr Grzegorz Nowak (Instytut Astronomiczny Wysp Kanaryjskich, Hiszpania), dr Monika Adamów (Uniwersytet Stanowy w Teksasie i Obserwatorium Astronomiczne McDonalda, USA, a także UMK), dr Gracjan Maciejewski (Centrum Astronomii UMK), dr Kacper Kowalik (Narodowe Centrum Zastosowań Superkomputerowych w Illinois, USA) oraz doktorantki Beata Deka-Szymankiewicz i Michalina Adamczyk z UMK. Badania prof. Niedzielskiego finansowane są przez Narodowe Centrum Nauki.

PAP - Nauka w Polsce

cza/ krf