Kanske har en av fyra stjärnor planeter. Bildkredit: Hubble. Klicka för att förstora.
Under det senaste decenniet har hittills mer än 130 extrasolära planeter upptäckts. De flesta av dessa har hittats med hjälp av en teknik som mäter små förändringar i en stjärns radiella hastighet, hastigheten på dess rörelse relativt Jorden. I ett föredrag vid ett nyligt symposium om extrasolära planeter presenterade astronomen Alan Boss, från Carnegie Institution of Washington, denna översikt över de svåra mätningarna - och de djupa upptäckterna - gjorda av planetjägare med hjälp av radialhastighetstekniken.
1991 publicerade Michel Mayor och Antoine Duquennoy en klassisk undersökning av binära stjärnor i vårt solcentrum. De hittade alla binära följeslagare som de kunde, men det fanns ytterligare 200 stjärnor av G-typen som inte tycktes ha några binära följeslagare. Därefter beslutade Michel Mayor tillsammans med Didier Queloz att titta på dessa 200 udda stjärnor, potentiella solanaloger, för att se om de hade planetariska system. Tekniken de använde handlade om att leta efter stellar wobbles, cykliska förändringar i stjärnornas radiella hastighet, framkallat av gravitationsdragen i kretsande planeter.
Våren 1994 installerade de en ny spektrometer på sitt teleskop vid Haute Provence-observatoriet, ELODIE, med en upplösning på cirka 13 meter per sekund. Det här var nästan rätt nivå för att kunna se hastighetswobble, Doppler-wobble, inducerat i solen av en Jupiter-liknande planet. I slutet av 1994 hade de märkt en mycket intressant vingling i en stjärna som heter 51 Peg.
Tyvärr var 51 Peg vid den punkten närmare och närmare solen och kunde inte observeras, så de var tvungna att ta en 6-månaders sabbatical och komma tillbaka sommaren 1995 och börja titta på 51 Peg igen. De hade en åtta-natt observationslöpning vid Haute Provence-observatoriet, och i slutet av den observationsrundan var de redo att åka till Nature och publicera.
Kurvan som de producerade passade en modell av 51 Peg, en solstjärntyp, som kretsas av en planet med ungefär hälften av en Jupiter-massa, på en fin, cirkulär bana. Det enda problemet var att objektet hade en omloppstid på 4,23 dagar. Det kretsade runt omkring 0,05 AU, ingenstans där folk hade förväntat sig att hitta Jupiter-planeter. Så det var lite av ett pussel. Men det var tidigt klart att detta måste vara en planet, som kanske hade bildats längre ut och vandrat in. Det var det enda sättet att förklara hur den kunde existera på den platsen.
Nästa steg var att se om någon annan kunde återge resultatet. Eftersom det kritiska problemet med planeten kring Barnards stjärna naturligtvis var att ingen kunde bekräfta den. Det fanns flera andra jaktinsatser på planet vid tidpunkten 1995, men de som kom till teleskopet först var Paul Butler och Geoff Marcy. De kunde bekräfta 51 Pegs planet, med ännu mindre spridning än de ursprungliga upptäcktsmätningarna.
Vi insåg vid detta tillfälle att fältet med extrasolära planeter verkligen hade fötts. I oktober 1995 inträffade en ny era, där vi faktiskt hade övertygande, solid bevis på att det finns extrasolära planeter runt normala stjärnor.
Nu hade Geoff och Paul arbetat på detta område i många år. De hade faktiskt börjat på allvar runt 1987, och därför hade de mycket data redo att analysera. De började omedelbart minska alla sina uppgifter, letade efter korta omloppsbana, tog några fler mätningar, och i januari 1996 kunde de meddela ett par planeter till. En av dem, 47 UMa b, var betydligt mer lugnande en planet än den som upptäckte kretsade om 51 Peg. Det var ungefär ett 2 eller 3 Jupiter-massobjekt som kretsade på ett avstånd av 2 eller så AU, mer som vad vi förväntade oss att hitta baserat på planeterna i vårt eget solsystem. Vi vet nu att detta är ett system med flera planeter, men när de passar det med en enda keplerisk bana.
Nästan alla de kända extrasolära planeterna har hittats med denna radialhastighetsteknik; ungefär 117 planeter har upptäckts på det sättet. Men det finns ett annat sätt att hitta planeter, transiteringsdetektering. Den första transiteringsdetekteringen uppnåddes av David Charboneau och kollegor och separat av Greg Henry och kollegor år 2000. Detta var en planet som ursprungligen hade hittats med radiell hastighet, men sedan fortsatte dessa andra forskare och gjorde både markbaserade och senare Hubble fotometri av värdstjärnan och hittade en riktigt underbar ljuskurva, vilket indikerar att planeten passerar framför stjärnan och dimmade sitt ljus något. Den första upptäckten av Charbonneaus team gjordes, tro det eller ej, med ett 4-tums teleskop på en parkeringsplats i Boulder, Colorado.
Dypet i stjärnans ljusamplitud är cirka 1,5 procent, så det är verkligen fantastiskt att denna allra första transiteringsdetektering kunde ha gjorts av ett bra amatörsteleskop. När HST gick tillbaka och gjorde fotometri igen med mycket högre precision, producerade den en otroligt vacker ljuskurva, som är så exakt att du kan använda den för att försöka söka månar runt planeten och sätta gränser för hur stora de kunde vara.
Så transiter kommer nu till sitt eget. Jag tror att de är det andra ledande sättet att hitta planeter. Sex planeter har upptäckts genom transiter nu.
Originalkälla: NASA Astrobiology
