Astrophysiker veröffentlichen Kepler Giant Planet Search, eine Hilfe, um „herauszufinden, wo man Leben findet“

Ein Team von Astrophysikern unter der Leitung von Lauren Weiss, Assistenzprofessorin am Fachbereich Physik und Astronomie der Universität Notre Dame, erstellte den allerersten Katalog kleiner, erdähnlicher Planeten mit jupiterähnlichen Geschwistern (Planeten, die denselben Stern haben). ) – eine entscheidende Komponente bei der Suche nach Leben anderswo in unserem Universum.

Kommt bald herein Das Astrophysikalische JournalDie Kepler-Riesenplanetensuche dauerte ein Jahrzehnt.

„Dieser Katalog ist der erste seiner Art und eine beispiellose Gelegenheit, die Vielfalt der Planetensysteme zu erkunden, die es gibt, mit Dingen, die dem Sonnensystem ähneln, aber nicht genau dem Sonnensystem, und er gibt uns die Möglichkeit, die Geschichte neu zu schreiben.“ wie sich die Planeten bilden“, sagte Weiss.

„Die wissenschaftliche Frage, die ich im letzten Jahrzehnt zu beantworten versucht habe, lautet: Welche der anderen kleinen Planeten wie die Erde, die es da draußen gibt, haben Jupiter-Geschwister? Denn dies könnte ein wichtiges Merkmal sein, nach dem man suchen muss, wenn wir Ich möchte herausfinden, wo ich Leben finden kann.

Frühere Forschungen der letzten Jahre haben Jupiter als einen der Gründe für das Leben auf der Erde herausgestellt. Während der Entstehung des Sonnensystems schleuderte Jupiter felsige und eisige Trümmer und embryonale Planeten in Richtung des aktuellen Standorts der Erde. Noch heute schleudert Jupiter Trümmer in Richtung Erde. Die Trümmer haben möglicherweise unversehrtes Wasser auf unseren Planeten transportiert, die Ozeane geschaffen und später das Leben gefördert.

Basierend auf Daten, die vom WM-Keck-Observatorium auf dem Mauna Kea in Waimea, Hawaii, gesammelt wurden, zeichneten Weiss und seine Mitarbeiter fast 3.000 Radialgeschwindigkeiten von 63 Sternen wie unserer Sonne auf, die 157 bekannte kleine Planeten beherbergen. Die 157 Kleinplaneten reichen von der Größe des Mars bis zur Größe von Neptun und einige von ihnen haben felsige Oberflächen, die für Leben geeignet sein könnten. Während der Studie entdeckte das Team 13 Jupiter-ähnliche Planeten, acht Planeten, die näher an der Größe von Neptun liegen, und drei Begleitsterne.

Vielleicht widerspricht es der Intuition, dass große, gasgefüllte Riesenplaneten außerhalb unseres Sonnensystems schwer zu finden sind, weil einige gängige Entdeckungsmethoden nicht funktionieren. Das Kepler-Weltraumteleskop, das 2018 nach neun Jahren in den Ruhestand ging, weil ihm der Treibstoff ausgegangen war, war für Wissenschaftler ein hervorragendes Werkzeug, um kleine Exoplaneten zu finden, die in der Nähe ihrer Sterne kreisten. Es nutzte die Transitmethode, die winzige Helligkeitsabfälle des Begleitsterns misst, um die Anwesenheit eines Planeten anzuzeigen, der seinen Stern umkreist.

Gasriesen sind jedoch normalerweise viel weiter von ihren Sternen entfernt und kreuzen vor ihnen nicht mit praktischer Regelmäßigkeit für Astronomen. Jupiter zum Beispiel braucht 12 Jahre, um die Sonne zu umkreisen. Außerdem haben entfernte Planeten im Gegensatz zu Planeten in der Nähe ihrer Sterne von der Erde aus gesehen oft leicht geneigte Umlaufbahnen, wodurch die Helligkeitseinbrüche weniger auffällig sind.

Weiss und Mitarbeiter verwendeten die Radialgeschwindigkeitsmethode, die Doppler-Spektroskopie nutzt. Das Team maß das „Wackeln“ eines Sterns, wenn die Wellen aufgrund der Gravitationskraft eines großen, umlaufenden Planeten scheinbar etwas näher an die Erde heran und von ihr wegziehen.

„Jupiter sind groß und wirken sich stark auf die Sterne aus, die wir messen können. Wir können sie finden, wenn wir im Laufe der Zeit viele, viele Messungen durchführen, und genau das musste ich tun“, sagte Weiss. Für jeden Stern in der Probe beobachteten sie und ihre Mitarbeiter die Doppler-Verschiebung der Lichtwellen des Sterns mindestens 10 Nächte und in einigen Fällen bis zu Hunderten von Nächten.

„Das variiert je nach Stern“, sagte sie und fügte hinzu, dass die „Beobachtung“ der Sterne nicht durch den direkten Blick durch das Teleskop erfolgte. Astronomen steuern das Keck-Teleskop von entfernten Beobachtungsstationen auf der ganzen Welt, unter anderem in Notre Dame.

Obwohl Weiss von der Entdeckung jupiterähnlicher Planeten begeistert war, ist der Katalog der erd- und jupiterähnlichen Planetensysteme der Aspekt, der den Astronomen in den kommenden Jahren helfen wird. Dieses Papier ist beispielsweise das Hauptpapier der Kepler Giant Planet Search, auf dem künftige Papiere basieren werden. Einige werden architektonische Muster beschreiben, die in Planetensystemen beobachtet werden, die Effizienz der Planetenerkennung und das gemeinsame Auftreten riesiger und kleiner Transitplaneten.

„Das, worauf ich mich wahrscheinlich am meisten freue, ist, die Geschichte der Entstehung der Erde noch einmal Revue passieren zu lassen“, sagte Weiss. „Jetzt, da wir mehr Informationen darüber haben, welche anderen Arten von Planetensystemen es gibt, suchen wir nach Mustern, machen neue Entdeckungen, und diese Möglichkeiten begeistern mich wirklich.“