Polscy astronomowie wśród odkrywców lodowej planety

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Polscy astronomowie wśród odkrywców lodowej planety
Odkryta przy współudziale astronomów z Polski planeta OGLE-2005-BLG-390Lb ma własności wyjątkowe pośród
ponad 170 znanych planet pozasłonecznych - informuje najnowszy numer "Nature". Planeta ma około 5,5 masy
Ziemi, zbudowana jest ze skał i lodu. Odkrycie jest wynikiem współpracy międzynarodowego projektu PLANET
oraz polskiego projektu OGLE. W polskim zespole są astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego
Uniwersytetu Warszawskiego, a kieruje nimi prof. dr hab. Andrzej Udalski.
Odkryta przy współudziale astronomów z Polski planeta OGLE-2005-BLG-390Lb ma własności wyjątkowe pośród
ponad 170 znanych planet pozasłonecznych - informuje najnowszy numer "Nature". Planeta ma około 5,5 masy
Ziemi, zbudowana jest ze skał i lodu. Odkrycie jest wynikiem współpracy międzynarodowego projektu PLANET
oraz polskiego projektu OGLE. W polskim zespole są astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego
Uniwersytetu Warszawskiego, a kieruje nimi prof. dr hab. Andrzej Udalski.
REKORDOWA PLANETA
Jak informuje prof. Udalski, wyznaczone parametry planety są pod każdym względem rekordowe. Jej masa najmniejsza spośród mas znanych planet krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca - to zaledwie 5,5 masy
Ziemi, a odległość od naszej planety to rekordowe 20 tysięcy lat świetlnych.
"Macierzysta gwiazda jest karłem o masie zaledwie około 20 proc. masy Słońca. Planeta okrąża ją w odległości
około trzech odległości Ziemia-Słońce, co powoduje, że musi być bardzo chłodna, a temperatura panująca na
powierzchni jest mniej więcej taka jak na Neptunie, około -220 st. C. Musi więc to być nieprzyjazny, zamarzły
świat kamienno-lodowy, bardziej przypominający masywną wersję Plutona niż planety typu Ziemi czy Wenus" informuje astronom.
PLANETA JEST MIKROSOCZEWKĄ
Planeta OGLE-2005-BLG-390 została odkryta za pomocą techniki mikrosoczewkowania grawitacyjnego,
uważanego nawet przez samego Einsteina za teoretyczną ciekawostkę wynikającą z jego teorii względności.
Zjawisko to zostało po raz pierwszy dokładnie opisane przez prof. Bohdana Paczyńskiego, który wykazał, że gdy
dwie gwiazdy i Ziemia znajdą się praktycznie na jednej linii, bliższa nam gwiazda może zadziałać jak
mikrosoczewka grawitacyjna, tak ogniskując światło odległej gwiazdy, że dla obserwatora na Ziemi jej blask
wzrasta w charakterystyczny sposób.
Paczyński przewidział, że krzywa zmian blasku takiej soczewkowanej gwiazdy powinna mieć dzwonowaty kształt
i być łatwa do rozróżnienia pośród innych obiektów zmieniających swój blask.
Okazało się jednak, że gdy wokół gwiazdy będącej soczewką krąży jakiś inny obiekt, np. planeta, krzywa zmian
blasku może mieć zupełnie inny kształt. Na dzwonowate zmiany jasności nakładają się dodatkowe "piki",
związane z ogniskowaniem światła przez planetę.
Od 1992 roku zaczęto odkrywać takie mikrosoczewki. Przyczynił się do tego właśnie polski zespół naukowców o
nazwie Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) kierowany przez Andrzeja Udalskiego, Marcina Kubiaka
i Michała Szymańskiego z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.
"Po raz kolejny udowodniliśmy, że metoda mikrosoczewkowania ma duży potencjał" - podkreśla prof. Udalski.
MIĘDZYKONTYNENTALNA WSPÓŁPRACA
Metoda ta ma jednak poważną wadę - trzeba obserwować przez bardzo długi czas dziesiątki milionów gwiazd,
żeby złapać choć jedno takie zjawisko. Z drugiej jednak strony, pozwala ona wykrywać planety mniejsze i
znacznie dalsze, niż najbardziej wydajna obecnie metoda polegająca na rejestracji przesunięć linii widmowych.
Zjawiska mikrosoczewkowania występują niezwykle rzadko. W najbardziej sprzyjających mikrosoczewkowaniu
rejonach nieba (np. w kierunku Centrum Galaktyki) światło zaledwie jednej gwiazdy na milion jest w danym
momencie wzmacniane. Efekty dodatkowe wywołane obecnością planet mogą być obserwowane jeszcze
znacznie rzadziej.
"Ogromnym utrudnieniem jest tu fakt, że trwają one bardzo krótko - od kilku godzin dla najlżejszych planet - do
1-5 dni dla najcięższych. Ponieważ są to zjawiska niepowtarzalne, wymagają ciągłych 24-godzinnych obserwacji,
niesłychanej koncentracji obserwatorów i doskonałej koordynacji współpracy pomiędzy różnymi grupami
badaczy" - wyjaśnia prof. Udalski.
Dnia 11 lipca 2005 roku automatyczny system wykrywający zjawiska mikrosoczewkowania powiadomił o
ciekawym obiekcie oznaczonym OGLE-2005-BLG-390. Do obserwacji od razu dołączyły się inne projekty: PLANET
i MOA, pozwalając na 24-godzinne nieprzerwane obserwacje, a przez to na zarejestrowanie całej krzywej zmian
blasku.
10 sierpnia 2005 r., pod koniec zjawiska mikrosoczewkowania, nastąpiło niespodziewane pojaśnienie obiektu.
Początkowa faza pojaśnienia została zaobserwowana przez grupę PLANET i OGLE za pomocą teleskopów w
Chile.
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
"Jednak główna jego faza mogła być obserwowana wyłącznie z obszaru nad Oceanem Spokojnym i Australią.
Dzięki pomiarom grupy PLANET, mającej również w Australii swoje teleskopy, została ona dobrze
zarejestrowana. Dodatkowe obserwacje wykonał też w Nowej Zelandii japońsko-nowozelandzki zespół MOA,
potwierdzając pojaśnienie - odchyłkę planetarną" - informuje Udalski.
GORĄCE JOWISZE, LODOWE NEPTUNY
Ponieważ OGLE od wielu już lat obserwuje dziesiątki milionów gwiazd, głównie w kierunku gęstych rejonów
centrum Drogi Mlecznej, nic więc dziwnego, że polowanie na mikrosoczewkowanie przez planety w końcu
zakończyło się sukcesem.
W najnowszym "Nature" artykuł ogromnej grupy astronomów kierowanej przez Jeana-Paula Beaulieu z PLANET,
przy współudziale polskich astronomów z OGLE, przynosi dokładną analizę obserwacji zjawiska
OGLE-2005-BLG-390.
Na charakterystyczną, dzwonowatą krzywą, związaną z mikrosoczekwowaniem przez gwiazdę, nałożone są dwa
wysokie piki spowodowane przez planetę. Z czasów ich trwania oraz wysokości astronomowie są w stanie
wyznaczyć podstawowe informacje o układzie.
Planeta oznaczona jako OGLE-2005-BLG-390Lb ma masę około 5,5 masy Ziemi. Błąd wyznaczenia jest duży, bo
tak naprawdę masa ta może zawierać się w zakresie od około 3 do 11 mas Ziemi. Ważne jest jednak to, że jest
to na pewno obiekt mniejszy od naszego Neptuna.
Planeta obiega swoją gwiazdę macierzystą, która jest chłodnym karłem typu widmowego M i ma masę 0,22
masy Słońca. Średni dystans dzielący planetę od gwiazdy to 2,6 jednostki astronomicznej. Jest to więc coś, co
bardziej przypomina planety w naszym Układzie Słonecznym, a nie "gorące Jowisze", które tak masowo
odkrywamy przy pomocy metody przesunięć linii widmowych.
Odkrycie to jest bardzo ważne dla naukowców zajmujących się modelowaniem powstawania planet. Modele te
wskazywały bowiem, że w małomasywnych gwiazdach typu widmowego M powinniśmy oczekiwać planet o
masach pomiędzy masą Ziemi i masą Neptuna, krążących w odległościach od 1 do 10 jednostek
astronomicznych.
"Odkrycie tak małomasywnej planety jak OGLE-2005-BLG-390 może więc świadczyć o tym, że małomasywne
planety są bardziej rozpowszechnione we Wszechświecie od olbrzymich planet jowiszowych. Inaczej bowiem
zaobserwowalibyśmy już dziesiątki dużych planet. Dotychczas udało się jednak odkryć metodą
mikrosoczewkowania zaledwie dwie inne planety pozasłoneczne - obie jowiszopodobne" - wyjaśnia prof. Udalski.
Spośród ponad 170 znanych planet pozasłonecznych żadna nie spełniała tych warunków i astronomowie powoli
zaczynali się zastanawiać nad weryfikacją swoich modeli. Odkrycie OGLE-2005-BLG-390Lb pokazuje, że być
może taka weryfikacja wcale nie będzie potrzebna.
W POSZUKIWANIU DRUGIEJ ZIEMI
Projekt OGLE jest obecnie największym projektem mikrosoczewkowym na świecie. Obserwacje prowadzone są
przy użyciu warszawskiego 1,3 metrowego teleskopu w Obserwatorium Las Campanas w Chile. Każdej pogodnej
nocy obserwowane jest prawie 150 milionów gwiazd.
"Zespół OGLE od lat pozostaje światowym liderem w dziedzinie obserwacji mikrosoczewkowania grawitacyjnego,
jest m.in. odkrywcą pierwszego tego typu zjawiska w kierunku centrum Galaktyki. Obecnie zespół OGLE
odkrywa w ciągu roku około 500 takich zjawisk w ich wczesnych fazach i informuje o tym społeczność
astronomiczną, co umożliwia dalsze 24-godzinne obserwacje najbardziej obiecujących przypadków" - wyjaśnia
prof. Udalski.
Warto podkreślić, że odkryta planeta pozasłoneczna to już ósmy obiekt tego typu znaleziony przez zespół OGLE
- dodaje.
Oprócz trzech planet pozasłonecznych odkrytych metodą mikrosoczewkowania grawitacyjnego zespół OGLE
odkrył ponadto pięć innych planet metodą tzw. tranzytów, czyli obserwacji zaćmień macierzystych gwiazd przez
planety. Z trzech metod używanych z sukcesami do poszukiwań planet pozasłonecznych wokół gwiazd
podobnych do Słońca, dwie - tranzyty i mikrosoczewkowanie - po raz pierwszy na świecie zostały zastosowane z
sukcesem przez grupę OGLE.
"Mamy nadzieję, że w stosunkowo niedługim czasie uda się znaleźć bliźniaczą planetę Ziemi. To jest nasz cel i
wierzę, że zbliżamy się do niego. Pierwsze odkryte planety miały masę rzędu 100-200 mas Ziemi, ostatnia jest
już tylko pięć razy większa" - mówi prof. Udalski.
Technika mikrosoczewkowania jest również obecnie jedyną techniką umożliwiającą odkrycie małej planety "drugiej Ziemi".
Drugi aspekt tego odkrycia łączy się z ustaleniem liczby wszystkich planet we Wszechświecie. Najnowsza
planeta to już trzecia tak "lekka" planeta, którą udało się odkryć. Wynika z tego, że takich lekkich, małych
planet może być we Wszechświecie bardzo dużo.
MNIEJSZE PLANETY - WIĘKSZE PIENIĄDZE
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Zespół OGLE stanowią: prof. dr hab. Andrzej Udalski, prof. dr hab. Marcin Kubiak, dr Michał Szymański, dr
Grzegorz Pietrzyński, dr Igor Soszyński, dr Łukasz Wyrzykowski, mgr Olaf Szewczyk z Obserwatorium
Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego przy współpracy z prof. dr hab. Bohdanem Paczyńskim z
Princeton University, USA. W obserwacjach i odkryciu planety OGLE-2005-BLG-390 brał również aktywny udział
student V roku astronomii UW, Tomasz Więckowski.
Projekt finansowany jest częściowo przez Ministerstwo Edukacji i Nauki oraz Fundację na rzecz Nauki Polskiej.
Marzeniem warszawskich astronomów jest dalsze zwiększenie możliwości obserwacyjnych przez wymianę
używanych instrumentów na urządzenia nowszej generacji.
"Ale to oczywiście zależy od finansowania naszego projektu" - mówi prof. Udalski.
Bieżące informacje o projekcie OGLE można znaleźć pod adresem: http://ogle.astrouw.edu.pl.
PAP - Nauka w Polsce, Arkadiusz Olech, Anna Dworzyńska, Krzysztof Łapiński
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)