NASA: s Spitzer Space Telescope har för första gången fångat ljuset från två kända planeter som kretsar runt andra stjärnor än vår sol. Resultaten markerar början på en ny tid för planetvetenskap, där ”extrasolära” planeter kan mätas och jämföras direkt.
"Spitzer har försett oss med ett kraftfullt nytt verktyg för att lära oss om temperaturer, atmosfärer och banor på planeter hundratals ljusår från jorden," säger Dr Drake Deming från NASA: s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Huvudförfattare till en ny studie på en av planeterna.
"Det är fantastiskt," sade Dr. David Charbonneau från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass., Huvudförfattare till en separat studie på en annan planet. "Vi har jaktat på detta ljus i nästan tio år, sedan extrasolära planeter först upptäcktes." Deming-papperet visas idag i naturens online-publikation; Charbonneau-tidningen kommer att publiceras i ett kommande nummer av Astrophysical Journal.
Hittills har alla bekräftade extrasolära planeter, inklusive de två som nyligen har observerats av Spitzer, upptäckts indirekt, främst av "wobble" -tekniken och nyligen "transit" -tekniken. I den första metoden upptäcks en planet av den gravitationella bogserbåten som den utövar på sin moderstjärna, vilket gör att stjärnan vinglar. I det andra uttalas en planet närvaro när den passerar framför sin stjärna, vilket får stjärnan att dämpa eller blinka. Båda strategierna använder teleskop med synligt ljus och avslöjar indirekt planets massa och storlek.
I de nya studierna har Spitzer direkt observerat de varma infraröda glödorna från två tidigare upptäckta "heta Jupiter" -planeter, betecknade HD 209458b och TrES-1. Heta Jupiters är extrasolära gasjättar som knyter sig nära sina moderstjärnor. Från sina rostiga banor drar de upp riklig stjärnljus och lyser ljust i infraröda våglängder.
För att skilja denna planet glöd från den eldiga heta stjärnorna använde astronomerna ett enkelt trick. Först använde de Spitzer för att samla det totala infraröda ljuset från både stjärnorna och planeterna. Sedan, när planeterna doppade bakom stjärnorna som en del av deras vanliga bana, mätte astronomerna det infraröda ljuset från bara stjärnorna. Detta klargjorde exakt hur mycket infrarött ljus tillhörde planeterna. "I synligt ljus överväldar stjärnans bländning helt glimmeret av ljus som reflekteras av planeten," sade Charbonneau. "I infraröd är stjärnplanets kontrast mer gynnsam eftersom planeten avger sitt eget ljus."
Spitzer-uppgifterna berättade för astronomerna att båda planeterna är åtminstone en ångande 1 000 Kelvin (727 grader Celsius, 1340 Fahrenheit). Dessa mätningar bekräftar att heta Jupiters verkligen är heta. Kommande Spitzer-observationer som använder en rad infraröda våglängder förväntas ge mer information om planeternas vindar och atmosfäriska kompositioner.
Resultaten väckte också ett mysterium som vissa astronomer hade lagt till vila. Planet HD 209458b är ovanligt puffig eller stor för sin massa, som vissa forskare trodde var resultatet av en osynlig planets gravitationskraft. Om denna teori hade varit korrekt skulle HD 209458b ha en icke-cirkulär bana. Spitzer upptäckte att planeten faktiskt följer en cirkulär väg. "Vi är tillbaka till fyrkant," säger Dr. Sara Seager, Carnegie-institutionen i Washington, Washington, medförfattare till Deming-tidningen. "För oss teoretiker är det roligt."
Spitzer är idealiskt lämpad för att studera extrasolära planeter som är kända för att transportera eller korsa stjärnor på vår solstorlek till avstånd av 500 ljusår. Av de sju kända transiterande planeterna uppfyller endast de två som nämns här kriterierna. När fler upptäcks kommer Spitzer att kunna samla in sitt ljus - en bonus för observatoriet med tanke på att det inte ursprungligen var designat för att se extrasolära planeter. NASA: s kommande avsnitt om Terrestrial Planet Finder, som kommer att lanseras 2016, kommer att kunna direkt avbilda extrasolära planeter så små som Jorden.
Strax efter upptäckten 1999 blev HD 209458b den första planeten som upptäcktes via transitmetoden. Resultatet kom från två lag, ett ledat av Charbonneau. TrES-1 hittades via transitmetoden 2004 som en del av den NASA-finansierade Trans-Atlantic Exoplanet Survey, ett markbaserat teleskopprogram som delvis inrättades av Charbonneau.
Originalkälla: NASA / JPL News Release
