Kdy byl objeven první exoplanet?

Po staletí lidé přemýšleli, zda kolem jiných hvězd existují planety a snili o tom, jaké by tyto mimozemské světy mohly být.

Nakonec technologie začala dohánět naši představivost. Přes mnoho falešných startů a slepé uličky po celou tu dobu, Astronomové oznámili první objev exoplanet v roce 1992. Tyto planety nebyly jako Země, ani obíhaly s hvězdou jako Slunce, ale bylo potvrzeno, že existují. Byl to první důkaz, jaký kdy byl nalezen světy nad rámec našich sluneční soustavy.

Existuje však argument, že první důkaz byl skutečně získán před lety před, v roce 1988, kdy astronomové oznámili detekci planety kolem nedaleké hvězdy Gamma Cephei A, 45 světelných let ze Země. Toto tvrzení bylo později staženo kvůli nejistotě v datech. V roce 2003 však Další pozorování ukázala, že planeta skutečně existovala. Jistě tento byl prvním důkazem mimozemských světů – nebo tolik učebnic a článků by vás věřilo.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

Ale to také není úplně pravda. V příspěvku zveřejněném ve sborníku astronomické konferenceAmerický astronom Ben Zuckerman to ukázal První důkaz byl patrně nalezen mnohem dříve.

V roce 1917 holandský americký astronom Adriaan Van Maanen hledal hvězdy, které se náhodou staly poblíž Slunce ve vesmíru. Za tímto účelem hledal hvězdy, které měly vysoký správný pohyb, což znamená, že se pohybovaly rychleji po obloze než hvězdy kolem nich. Myšlenka je taková, že hvězdy blíže k Zemi se budou pohybovat rychleji než ty, které se dále pohybují, stejně jako stromy podél silnice se zdá, že se kolem vás rychleji a vzdálené kopce, když jste v autě.

Našel jedenA ukázalo se, že je to divné. Pozorování v té době naznačila, že to bylo slušně blízko k nám, asi 13 světelných let. (Moderní měření to stanovila na 14,1.) To však nedávalo smysl: Tato pozorování také naznačila, že se jednalo o horkou hvězduteplejší než slunce a ty druhy hvězd jsou velmi zářivé. Přesto tento, později jménem Van Maanen 2, byl příliš příliš matný. Na základě samotné teploty by to mělo být mezi nejjasnějšími hvězdami viditelnými na obloze, ale místo toho to bylo tak slabé, že to nebylo vidět bez dalekohledu!

Během příštích několika desetiletí bylo toto tajemství vyřešeno. Van Maanen 2 je příkladem bílého trpaslíka, zbytku relativně nízké hmoty hvězdy, jako je Slunce poté, co vyčerpá veškeré jaderné palivo v jádru, pak se rozšíří do oteklého červeného obra a odfoukne jeho vnější vrstvy. Zbývá to horké hvězdné jádro vystavené prostoru. Z dálky to vypadá jako obyčejná hvězda a její teplota napodobuje teplotu s mnohem vyšší hmotou. Takový bílý trpaslík je malý, ale mimořádně hustý, mačká asi tolik hmoty jako naše slunce do koule jen o velikosti Země! Kubický centimetr bílého trpasličího materiálu zhruba velikost šestistranné matrice může vážit stejně jako metrika tón—To je to o 100 000krát stejně hustý jako vedení.

Van Maanen 2 je nejbližší osamělý bílý trpaslík ke slunci, takže je studován docela intenzivně. (Dva další jsou blíž, ale obíhají další hvězdy.) Bílí trpaslíci jsou tak slabí, že je obtížné studovat na větší vzdálenosti, a mít jeden tak poblíž je přínosem pro astrofyziku.

Takové studie však odhalily další tajemství o této hvězdě. Astronomové mohou prozkoumat mnoho charakteristik kosmického objektu vytvořením spektra – rozdělením jeho příchozího světla do mnoha jednotlivých vlnových délek (nebo barev). Různé prvky a molekuly absorbují světlo na velmi specifických vlnových délkách, takže je možné měřit přítomnost takového materiálu ve hvězdách hledáním oblastí spektra, kde je méně světla. (Tyto vlastnosti se nazývají absorpční linie.) V době, kdy byla nalezena Van Maanen 2, byla taková spektra zaznamenána podobným způsobem jako obrázky; Světlo z dalekohledu bylo promítnuto na skleněnou desku a postříkáno fotograficky citlivými chemikáliemi.

Když astronomové zkoumali Spektrum nebo van Maanen 2 Na jedné z těchto desek byli ohromeni vidět Spektrální funkce Obvykle spojené s mnohem masivnějšími hvězdami – jmenovitě silnou absorpční linií vápníku v atmosféře hvězdy. K oku moderního astronoma je to opravdu velmi zvláštní.

Vápník by prostě neměl být přítomen v atmosféře bílého trpaslíka; Hvězdná mrtvola má monstrózně silnou povrchovou gravitaci. Stojící na povrchu, typický člověk by vážil asi 7 000 metrických tun – více než 20krát vyšší váha sochy svobody! Navzdory této intenzivní gravitaci může mít bílý trpaslík atmosféru téměř zcela složenou z extrémně horkého vodíku a helia nad povrchem. Jakékoli těžší, méně vznášející se prvky, jako je železo nebo vápník, by měly rychle spadnout na povrch na astronomických časových místech a čistit atmosféru. Většina bílých trpaslíků je skutečně považována za extrémně čisté atmosféry jen těchto dvou lehčích prvků.

Ale ne všichni – někteří jsou „znečištěni“ těžšími prvky, přičemž Van Maanen 2 je prvním příkladem vědy. Další část této exoplanetární hádanky zapadla na místo na začátku roku 2000, kdy Astronomové našli „infračervený přebytek“ pro některé bílé trpaslíky;; To znamená, že tito bílí trpaslíci vydávají více infračerveného světla, než se očekávalo. Takové věci byly vidět u normálních hvězd a naznačují přítomnost disku ohrazeného hvězdného světla, který vyzařuje infračervenou záři. U bílých trpaslíků byl tento výsledek neočekávaný, ale byl rychle připsán pozůstatkům asteroidů roztrhaných divokou gravitací mrtvé hvězdy. Samotné asteroidy byly pravděpodobně součástí procesu formování planety, ke kterému došlo miliardy let dříve, kdy byl bílý trpaslík stále mladou, energickou hvězdou jako Slunce. Poté, co hvězda zemřela, mohly být asteroidy gravitačně odkloněny jakýmikoli přetrvávajícími plynovými obřími planetami do blízkých oběžné dráhy a roztrhané. Postupem času na bílém trpaslíci pršely ten těžký prvek obnahovaný prvek a znečišťoval atmosféru.

Mnoho z těchto bílých trpaslíků je starých, ale stále ukazuje tento podpis trosek ve svých spektrech. To znamená, že déšť asteroidních zbytků je probíhající proces! Jinak by tento těžší materiál bude dávno vyčištěn z atmosféry.

A tento Je to proto, že spektrum vápníku Van Maanen 2 bylo tak bizarní: kromě toho, že napodoboval teplejší hvězdu, bylo také kontaminováno troskami ze starověkého planetárního systému.

Zatímco na Zemi zuřila první světová válka, došlo k velmi odlišné válce světů. Drobná jiskra světla shromážděná dalekohledem a zaznamenaná na malé skleněné desce ukázala, že kolem jiných hvězd existují planety.

Takže v jistém smyslu nebyly mimozemské světy poprvé objeveny v 90. nebo dokonce 80. letech. Trvalo to téměř století, než to plně pochopilo, ale první důkaz pro exoplanety byl nalezen v roce 1917.