En konstnärs skildring av 51 Pegasi b, den första exoplaneten som kretsade kring en solliknande stjärna.
(Bild: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter är en astrofysiker på Ohio State University, värd av Fråga en Spaceman och Space Radio, och författare till "Din plats i universum."Sutter bidrog med den här artikeln till Space.coms expertröster: Op-Ed & Insights.
De senaste Nobelpriset i fysik delades mellan Jim Peebles, en kosmolog extraordinär, och ett par schweiziska astronomer, Michel Mayor och Didier Queloz.
Borgmästare och Queloz hittade den första exoplanet kretsar runt en sollik stjärna, som var en landmärkeupptäckt av två skäl: den visade på ett slutgiltigt sätt att solen inte är den enda stjärnan som är värd för en familj av planeter (något som vi länge hade tänkt men aldrig visat), och att universum verkligen är , väldigt konstigt.
Pulsar starten
Den noggranna läsaren kommer att notera i avsnittet ovan att jag var mycket tydlig i min formulering: borgmästare och Queloz upptäckte den första exoplaneten som kretsade kring en Sunlike stjärna, inte den första exoplaneten själv. Denna kredit går till Aleksander Wolazczan och Dale Frail 1992. Och i själva verket fick de en två-för-en-affär, och fann att två planeter kretsade om samma stjärna.
Men den stjärnan var helt olik vår sol. Det var en pulsar, en snabbt roterande, tät återstående kärna från en gigantisk stjärna. Den pulsaren skulle regelbundet stänka en strålstråle över jorden, som en blinkning av en avlägsen fyr - därmed namnet pulsar. När exoplaneterna kretsade runt den döda kärnan skulle de försiktigt dra i pulsaren och få den att vrida sig, vilket skulle ge upphov till subtila förändringar i frekvenserna för pulsarsprut här på jorden.
Även om detta var ett stort fynd för astronomi, var det inte exakt vad vi sökte efter. Vi ville veta - och ändå vill veta - om det finns en annan jord där ute. Och medan begreppet planeter som överlever en supernovadonation och fortfarande kretsar om kvarvarande kärna är ett saftigt problem att pussla över, hjälper det inte direkt oss i vår jakt. Dessutom, den teknik som används på pulsaren förlitade sig på de reguljära frekvenserna för dess pulser, ett trick vi inte kunde använda på vanliga stjärnor.
Att göra det till mainstream
Istället var vi tvungna att se stjärnorna själva vinkla, och det var inte förrän några år senare som astronomer hade perfekterat tekniken för att leverera den mätningen.
Tekniken förlitade sig på en spektrometer, en anordning för att bryta upp ljus från en avlägsen källa till dess mängd komponenter (i huvudsak en mycket vetenskaplig regnbåge). Med det spektrumet kunde astronomer som borgmästare och Queloz hitta signaturerna av kända element, som väte och kol, från de fingeravtryck som de lämnar i spektrumet. Därifrån kunde de stirra på stjärnan dag efter dag och leta efter förändringar i spektrumet.
Och dessa förändringar i spektrumet kunde avslöja stjärnans rörelse genom Doppler-skiftet. Samma skift som gör att ambulansens grym kommer att ändra tonhöjd när det går förbi dig råkar tända. När en källa rör sig mot dig förskjuts ljuset mot högre, blåare frekvenser, och när en källa rör sig bort från dig, sjunker den ner till lägre, rödare frekvenser.
Detta var inte en ny teknik; astronomer har mätt Doppler-skiftet av stjärnor i nästan tvåhundra år.
Men 1995 tog borgmästaren och Queloz det ett steg längre, höjde precisionen på deras instrument till nya nivåer och stod på jakt efter även de mest minutiska förändringarna.
Om en planet kretsar runt en stjärna, tyngdkraften från den planeten kommer att dra på stjärnan som en koppel på en envis hund. Stjärnan kommer inte att röra sig mycket - stjärnor överväger vanligtvis sina planeter med flera storleksordningar - men de kommer fortfarande att röra sig, förhoppningsvis på ett påvisbart sätt. Och 1995 paret av framtida-nobel-vinnare spikade det, bekräftar den omisskännliga fram och tillbaka slingraren i spektrumet för stjärnan 51 Pegasi, en slingrare som bara kunde orsakas av en relativt liten, osynlig följeslagare - en exoplanet i omloppsbana.
Tråkigt är bäst
Det finns inget särskilt anmärkningsvärt med 51 Pegasi, och det är det som gör upptäckten av en exoplanet där så anmärkningsvärd. Det är bara en vanlig, vardagsförsedda stjärna som sitter cirka 50 ljusår bort, med en massa som är cirka 10% mer än solen och en ålder bara lite högre, vid 6 miljarder år gammal.
Det är en normal stjärna som lever ett normalt stjärnliv med minst en planet i omloppsbana runt den. Precis som vår sol.
Upptäckten av borgmästaren och Queloz inledde en ny tid av exoplanetjakt, vilket ledde till hundratals och så småningom tusentals bekräftade exoplanetdetektioner. De är så vanliga nu att tillkännagivanden sällan bryter in i nyheterna, och det är bara en tidsfråga innan vi hittar en jordliknande tvilling.
Vissa gillar det heta Jupiter
Men planeten som kretsar kring Pegasi 51 är inget som det vi ser i vårt solsystem, och det var så förvånande att en av de första reaktionerna på dess upptäckt var att slänga ut resultatet helt som skräp.
Men resultatet av borgmästare och Queloz var obestridligt, och vi var tvungna att konfrontera verkligheten som 51 Pegasi presenterade oss. Dess planet, dubblerad vid den tiden 51 Pegasi f och nu med namnet Dimidium av International Astronomical Union (även om vissa astronomer håller fast vid dess informella namn Bellerophon), är en ganska typisk gasjätt, ungefär hälften av Jupiters massa, eller 150 gånger jordens massa.
Och den kretsar runt bara 8 miljoner mil från sin moderstjärna.
För sammanhanget är det mer än sju gånger närmare än Mercury är vår sol.
Hur kom en massiv gasjätt, som bara kan bildas i utkanten av ett solsystem där det finns tillräckligt med råmaterial för att massa en planet upp till så massiva proportioner, sluta så obehagligt nära sin förälder? Vi är fortfarande inte riktigt säkra, men vi kom med ett coolt namn för dem: heta Jupiters.
Med en dedikerad observation drog borgmästaren och Queloz av två trick. De lanserade en ny era av astronomiforskning på exoplaneter, och de ökade årtionden av förståelse för hur planeter bildas. Inte konstigt att de vann ett Nobelpris.
- De konstigaste främmande planeterna i bilder
- Extremt hett och otroligt nära: Hur heta Jupiters trotsar teorin
- 10 exoplaneter som kan vara värd för främmande liv
Du kan lyssna på Ask A Spaceman-podcast påiTunes, och på webben kl http://www.askaspaceman.com. Ställ din egen fråga på Twitter med #AskASpaceman eller genom att följa Paul @PaulMattSutter och facebook.com/PaulMattSutter. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
