Astronomowie z UMK na tropie planety typu ziemskiego

-Nasz projekt badawczy polega na nieustannym monitorowaniu ruchu planet wokół gwiazd - mówi dr Gracjan Maciejewski. -Jak do tej pory astronomowie odkryli ponad 450 planet poza naszym Układem Słonecznym; znaczna ich część, bo blisko 90, to tzw. planety tranzytujące. Orbita takiej planety jest położona w tak szczególny sposób, że możemy obserwować, jak planeta przechodzi na tle tarczy swojej gwiazdy. Poprzez precyzyjne obserwacje zmian jasności gwiazdy sprawdzamy, kiedy dokładnie następuje zjawisko tranzytu. W układzie planeta – gwiazda zjawisko to powinno następować ściśle okresowo. Łatwo sobie wyobrazić, że jeśli w układzie znajduje się dodatkowa planeta, to wskutek oddziaływania grawitacyjnego następuje zaburzenie ruchu monitorowanej planety. W rezultacie tych perturbacji kolejne tranzyty będą następować odpowiednio wcześniej lub później. Planeta wokół gwiazdy WASP-3 to pierwszy obiekt, dla którego odkryliśmy tego typu odchylenia. Dalsza analiza pokazała, że źródłem tych zaburzeń może być dodatkowa planeta o masie 15 mas Ziemi krążąca wokół gwiazdy WASP-3. Jesteśmy w stanie wyznaczyć parametry tej planety w wyniku modelowania numerycznego.”

Zastosowana metoda badawcza ma wiele wspólnego z tą, która w XIX wieku doprowadziła do odkrycia Neptuna – ósmej planety w naszym Układzie Słonecznym. Wtedy astronomowie nie mogąc w inny sposób wytłumaczyć położenia Urana na niebie, postawili śmiałą tezę o istnieniu kolejnej planety. Planeta ta miała zaburzać jego ruch wskutek oddziaływania grawitacyjnego. Wkrótce obserwacje potwierdziły tę tezę - w miejscu przewidzianym na podstawie wcześniejszych obliczeń odkryto Neptuna.

Nazwa gwiazdy, WASP-3, pochodzi od angielskiego projektu badawczego SuperWASP (Wide Angle Search for Planets), w ramach którego w 2008 roku znaleziono wokół niej tranzytującą planetę - WASP-3b. Jest ona nieco większa od Jowisza i dwa razy masywniejsza. Jest to zatem typowy planetarny olbrzym. Obiega on swoją macierzystą gwiazdę po bardzo ciasnej orbicie w zaledwie 44 godziny. Z uwagi na bliskość gwiazdy, temperatura w atmosferze tej planety wynosi ponad 1700 stopni Celsjusza. W porównaniu z WASP-3b, odkryta przez nas planeta - WASP-3c, to planetarny karzeł – jest od niej około 40 razy mniej masywna i położona nieco dalej od gwiazdy, którą obiega w ciągu 90 godzin. Nowoodkryta planeta ma masę 15 mas Ziemi, więc może należeć do grupy planet podobnych do Ziemi. Ze względu na bliskość gwiazdy temperatura na jej powierzchni jest z pewnością zbyt wysoka, aby mogła na niej występować woda w stanie płynnym.

Na niebie układ planetarny WASP-3 można odnaleźć w gwiazdozbiorze Lutni. Znajduje się on w odległości 700 lat świetlnych i nie jest widoczna gołym okiem, choć jest gorętsza i bardziej masywna od Słońca.

Zaobserwowane odchyłki w ruchu planety WASP-3b są rzędu jednej minuty i stanowią niewielki ułamek jej czterdziestoczterogodzinnego okresu orbitalnego. W czasie tranzytu tarcza planety blokuje niewielką część światła pochodzącego od gwiazdy. Jej obserwowana jasność nieznacznie spada, przeciętnie tylko o około 1%. „Aby wpaść na trop dodatkowej planety, musieliśmy zebrać wysokiej jakości materiał obserwacyjny o dokładności sięgającej 0,1%. Do tego celu wykorzystaliśmy teleskopy w Bułgarii i Niemczech wyposażone w specjalistyczną aparaturę do niezwykle precyzyjnych pomiarów jasności ciał niebieskich.” – mówi dr Maciejewski. ,,Obecnie prowadzimy dalsze obserwacje, tym razem już znacznie większymi instrumentami w Europie, Ameryce Północnej i Azji w celu weryfikacji naszego odkrycia i uściślenia wcześniejszych wyznaczeń.”

W skład zespołu badawczego oprócz dra Gracjana Maciejewskiego i prof. Andrzeja Niedzielskiego z UMK wchodzą także mgr Dinko Dimitrov z Obserwatorium Astronomicznego na Rożenie (Bułgaria) oraz prof. Ralph Neuhaeuser i dr Markus Mugrauer wraz z doktorantami i studentami z Uniwersytetu Friedricha Schillera w Jenie (Niemcy). Praca prezentująca odkrycie zostanie wkrótce opublikowana w prestiżowym czasopiśmie naukowym Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Więcej na temat układu planetarnego WASP-3 na stronie Encyklopedii Pozasłonecznych Układów Planetarnych czytaj: :
O odkryciu planety patrz:
Źródło:UMK