Niezależny serwis edukacyjny · niezwiązany z żadną z wymienionych organizacji Część Platformy TheScience.fm
Geneva.science

Która egzoplaneta była pierwsza? 1992, 1995 i Nagroda Nobla z 2019 roku

Opublikowano

W skrócie

Pierwsze znane planety spoza Układu Słonecznego opisali w styczniu 1992 roku Aleksander Wolszczan i Dale Frail. Krążą wokół pulsara, zapadniętej pozostałości masywnej gwiazdy.

Pierwszą planetą odkrytą wokół zwyczajnej gwiazdy podobnej do Słońca była 51 Pegasi b, ogłoszona w październiku 1995 roku przez Michela Mayora i Didiera Queloza z Uniwersytetu Genewskiego. To właśnie odkrycie doceniła Nagroda Nobla z fizyki w 2019 roku – „egzoplanety krążącej wokół gwiazdy typu słonecznego”, a nie pierwszej egzoplanety w ogóle.

21992: planety wokół martwej gwiazdy

W artykule opublikowanym w Nature 9 stycznia 1992 roku Aleksander Wolszczan i Dale Frail donieśli, że wokół pulsara PSR B1257+12 krążą co najmniej dwa ciała wielkości planet. Mierzyli czas nadejścia jego impulsów 305-metrowym radioteleskopem w Arecibo. Opisane przez nich ciała mają masy minimalne około 2,8 i 3,4 masy Ziemi i okrążają pulsar w około 98 i 67 dni.

Pulsar to to, co zostaje po wybuchu masywnej gwiazdy: mały, gęsty, szybko wirujący obiekt, który z regularnością zegara omiata Ziemię wiązką fal radiowych – w tym przypadku co 6,2 tysięcznej sekundy. Planety wokół takiego obiektu były całkowitym zaskoczeniem i nikt nie spodziewał się tam życia.

Wolszczan ukończył astronomię na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu w 1969 roku i pracuje na Penn State University w Stanach Zjednoczonych.

3Jak znaleźć planetę zegarem

Impulsy pulsara docierają w bardzo regularnych odstępach. Jeśli wokół pulsara krąży planeta, oba ciała obiegają wspólny środek masy, więc pulsar raz jest odrobinę bliżej nas, a raz odrobinę dalej. Impulsy przychodzą wtedy nieco za wcześnie albo nieco za późno, według wzoru, który powtarza się z każdym obiegiem planety. Wolszczan i Frail znaleźli dwa takie nakładające się wzory – po jednym dla każdej planety.

41995: planeta wokół gwiazdy podobnej do Słońca

6 października 1995 roku Michel Mayor i Didier Queloz z Uniwersytetu Genewskiego ogłosili odkrycie planety krążącej wokół 51 Pegasi, gwiazdy podobnej do Słońca, odległej o około 45 lat świetlnych, w gwiazdozbiorze Pegaza. Ich artykuł w Nature nosił tytuł „A Jupiter-mass companion to a solar-type star” („Towarzysz o masie Jowisza krążący wokół gwiazdy typu słonecznego”).

Znaleźli ją inną metodą: nie mierząc czasu impulsów, lecz badając światło gwiazdy. Od kwietnia 1994 roku obserwowali grupę gwiazd podobnych do Słońca spektrografem ELODIE w Obserwatorium Haute-Provence we Francji, który mierzył ruch gwiazdy w stronę Ziemi lub od niej z dokładnością około 13 m/s. W przypadku 51 Pegasi ten ruch powtarzał się co 4,23 dnia – tyle trwa rok tej planety. Jak to działa, wyjaśniamy w sekcji Odkrycia.

Planeta zaskoczyła wszystkich. Ma co najmniej około połowy masy Jowisza, a mimo to okrąża swoją gwiazdę w nieco ponad cztery dni – znacznie szybciej niż Merkury, który potrzebuje na obieg Słońca 88 dni.

5Co doceniła Nagroda Nobla

Nagroda Nobla z fizyki w 2019 roku została podzielona: połowę otrzymał James Peebles za teoretyczne odkrycia w kosmologii fizycznej, a drugą połowę wspólnie Michel Mayor i Didier Queloz „za odkrycie egzoplanety krążącej wokół gwiazdy typu słonecznego”.

Sformułowanie ma znaczenie. Nagroda nie nazwała 51 Pegasi b pierwszą egzoplanetą; doceniła pierwszą planetę odkrytą wokół gwiazdy takiej jak nasza.

6Dlaczego obie odpowiedzi są prawdziwe

Jeśli pytanie brzmi: „które planety spoza Układu Słonecznego odkryto jako pierwsze?”, odpowiedź to planety PSR B1257+12, w 1992 roku. Jeśli: „kiedy po raz pierwszy znaleźliśmy planetę wokół gwiazdy podobnej do Słońca?”, odpowiedź to 51 Pegasi b, w 1995 roku.

Drugie odkrycie miało większe konsekwencje. Pokazało, że metoda działa dla zwyczajnych gwiazd, i otworzyło systematyczne poszukiwania takich planet, które trwają do dziś – z genewskimi przyrządami i misjami, takimi jak HARPS i CHEOPS, opisanymi w sekcji Nauka.

Podcast TheScience.fm

nauka.news

Podcast i newsletter popularnonaukowy: najciekawsze odkrycia, idee i przełomy naukowe – bez sensacji i clickbaitu.

Posłuchaj na nauka.news