Credito d'immagine: ESA
Gli astronomi dell'Università del Texas ad Austin credono di aver trovato un modo economico per cercare pianeti extrasolari. Sebbene il processo probabilmente distruggerà i pianeti interni, i pianeti esterni rimarranno probabilmente in orbita attorno alla stella. È noto che queste nane bianche pulsano a una velocità specifica, quindi la gravità di un pianeta che si muove intorno alla stella dovrebbe influenzare questa frequenza cardiaca di una quantità minima che dovrebbe essere rilevabile da telescopi economici basati sulla Terra.
Gli astronomi dell'Università del Texas ad Austin hanno inventato un metodo economico per determinare se esistono altri sistemi solari come il nostro.
Tra le oltre 100 stelle oggi conosciute per avere pianeti, gli astronomi hanno trovato pochi sistemi simili ai nostri. Non è noto se ciò sia dovuto a limitazioni tecnologiche o se il nostro sistema è davvero una configurazione rara. Gli astronomi dell'Osservatorio McDonald? il nuovo metodo di ricerca utilizza un telescopio dell'era della depressione abbinato alla tecnologia odierna.
Gli astronomi Don Winget ed Edward Nather, i dottorandi Fergal Mullally e Anjum Mukadem e i colleghi sono alla ricerca degli "avanzi" di sistemi solari come il nostro. Il loro metodo cerca i pezzi di un tale sistema solare dopo la morte della sua stella, sfruttando un tratto di soli antichi e bruciati chiamati "nane bianche".
Sono coinvolti anche gli astronomi dell'Università del Texas, Bill Cochran e Ted von Hippel, insieme a S.O. Kepler dell'Universidade Federal de Rio Grande dol Sul del Brasile e Antonio Kanaan dell'Universidade Federal de Santa Catarina del Brasile.
Gli astronomi sanno che quando le stelle simili al Sole consumano il loro combustibile nucleare, i loro strati esterni si espandono e la stella diventerà una stella "gigante rossa". Quando questo accade al Sole, in circa cinque miliardi di anni, si aspettano che inghiottirà Mercurio e Venere, forse non raggiungendo del tutto la Terra. Quindi il Sole spazzerà via i suoi strati esterni e esisterà per alcune migliaia di anni come una nebulosa planetaria bella e sottile. Il nucleo rimanente del Sole sarà quindi un nano bianco, un denso, oscurante cenere delle dimensioni della Terra. E, cosa più importante, probabilmente sarà ancora orbita dai pianeti esterni del nostro sistema solare.
Una volta che un sistema simile al Sole raggiunge questo stato, il team di Winget potrebbe essere in grado di trovarlo. Il loro metodo si basa su oltre tre decenni di ricerche sulla variabilità (ovvero, i cambiamenti di luminosità) delle nane bianche. All'inizio degli anni '80, gli astronomi dell'Università del Texas scoprirono che alcune nane bianche variano, o "pulsano", a raffiche regolari. Più recentemente, Winget e colleghi hanno scoperto che circa un terzo di questi nani bianchi pulsanti (PWD) sono cronometristi più affidabili degli orologi atomici e della maggior parte delle pulsar di millisecondi.
Queste pulsazioni sono la chiave per rilevare i pianeti. I pianeti che orbitano attorno a una stella PWD stabile influenzeranno le osservazioni del suo cronometraggio, sembrando causare variazioni periodiche negli schemi di impulsi provenienti dalla stella. Questo perché il pianeta in orbita attorno al PWD trascina la stella mentre si muove. Il cambiamento di distanza tra la stella e la Terra cambierà la quantità di tempo impiegato dalla luce dalle pulsazioni per raggiungere la Terra. Poiché gli impulsi sono molto stabili, gli astronomi possono calcolare la differenza tra il tempo di arrivo previsto e previsto degli impulsi e dedurre la presenza e le proprietà del pianeta. (Questo metodo è simile a quello utilizzato nelle scoperte dei cosiddetti "pianeti pulsar". La differenza è che non si pensa che i compagni pulsar si siano formati con le loro stelle, ma solo dopo che quelle stelle erano esplose nelle supernove.)
“Questa ricerca sarà sensibile alle nane bianche che inizialmente erano tra una e quattro volte più grandi del Sole e dovrebbero essere in grado di rilevare pianeti entro due o venti UA dalla loro stella madre. Ciò significa che avremo sondaggi all'interno della zona abitabile per alcune stelle ", ha detto Winget. (Un'UA o unità astronomica è la distanza tra la Terra e il Sole.) “Fondamentalmente, rilevare Giove alla distanza di Giove con questa tecnica è facile. È una zuppa d'anatra ", ha detto.
Facile, ma non veloce. I pianeti esterni, che orbitano attorno alle loro stelle a grandi distanze, possono richiedere più di un decennio per completare un'orbita. Pertanto, possono essere necessari molti anni di osservazioni per rilevare definitivamente un pianeta in orbita attorno a una nana bianca.
"Devi cercare a lungo un'orbita completa", ha detto Winget. “Una mezza orbita o un terzo di un'orbita ci diranno che qualcosa sta succedendo lì. Ma per un pianeta alla distanza di Giove, una mezza orbita è ancora sei anni. ” Winget ha aggiunto che per questo metodo, "rilevare Giove ad Urano? la distanza è più semplice, ma richiede ancora più tempo. "
Per la ricerca del pianeta PWD, Nather ha ideato un nuovo strumento specializzato per il telescopio Otto Struve da 2,1 metri dell'Osservatorio McDonald. Lui e Mukadam progettarono e costruirono lo strumento, chiamato Argos, per misurare la quantità di luce proveniente dalle stelle bersaglio. In particolare, Argos è un "fotometro CCD"? un contatore di fotoni che utilizza un dispositivo ad accoppiamento di carica per registrare immagini. Situato al centro dell'attenzione dello Struve Telescope, Argos non ha ottica oltre allo specchio primario da 2,1 metri del telescopio. Copie di Argos vengono ora costruite in altri osservatori in tutto il mondo.
Continua la ricerca di pianeti attorno a nani bianchi con Argos sul telescopio Struve. Ha 22 stelle target, la maggior parte delle quali sono state identificate attraverso lo Sloan Digital Sky Survey. Quando il team troverà promettenti candidati planetari con Argos, essi seguiranno utilizzando l'Hobby-Eberly Telescope (HET) da 9,2 metri al McDonald Observatory.
"Se troviamo grandi pianeti in orbita a grandi distanze, questo è un buon indizio del fatto che potrebbero esserci pianeti più piccoli più vicini. In quel caso, ciò che fai è battere su quel bersaglio con il più grande telescopio a cui hai accesso", ha detto Winget . L'HET consentirà una temporizzazione più precisa degli impulsi del PWD e sarà quindi in grado di individuare pianeti più piccoli.
Questa ricerca sarà in grado di studiare tipi di stelle che non possono essere studiati con il metodo della spettroscopia Doppler? il metodo di ricerca del pianeta più riuscito fino ad oggi? Disse Winget. A causa delle idiosincrasie nella composizione delle stelle simili al Sole, il metodo della spettroscopia doppler non è molto sensibile nel cercare pianeti attorno alle stelle due volte più grandi del Sole. Circa la metà delle stelle nello studio di Winget saranno nani bianchi che in origine erano questi tipi di stelle. Per questo motivo, lo studio PWD presso McDonald può essere determinante nello scouting e nella valutazione di obiettivi e nell'osservazione delle strategie per le missioni spaziali della NASA pianificate nei prossimi due decenni, in particolare la missione di interferometria spaziale, il pianeta terrestre e il veicolo spaziale Kepler.
Questa ricerca è finanziata da una sovvenzione della NASA Origins e da una sovvenzione del Progetto di ricerca avanzata dello Stato del Texas. Grazie ai finanziamenti della Texas Higher Education Agency, due insegnanti di scuola secondaria (Donna Slaughter della Stony Point High School di Round Rock, Texas, e Chris Cotter della Lanier High School di Austin) sono stati direttamente coinvolti in questa ricerca. Sono in corso piani per estendere questo coinvolgimento ad altri insegnanti e agli studenti nelle loro classi portando la scienza, gli scienziati e l'Osservatorio direttamente in classe usando Internet. Cotter e i suoi colleghi della Lanier High School sono coinvolti con Mullally nel testare questo concetto.
Fonte originale: Comunicato stampa dell'Osservatorio McDonald
