Et nyt værktøj til at veje usynlige planeter

Et nyt instrument finansieret af NASA og National Science Foundation kaldet NEID (udtales "NOO-id"; lyder som "væske") vil hjælpe videnskabsmænd med at måle masserne af planeter uden for vores solsystem - exoplaneter - ved at observere den tyngdekraft, de udøver på deres forældrestjerner. Den information kan hjælpe med at afsløre en planets sammensætning, et kritisk aspekt ved bestemmelse af dens potentielle beboelighed.

NEID foretog for nylig sine første observationer på WIYN 3,5 meter (11,5 fod) teleskopet ved Kitt Peak National Observatory, da det studerede 51 Pegasi, som i 1995 var den første sollignende stjerne fundet til at være vært for en exoplanet.

Beliggende i det sydlige Arizona, observatoriet ligger på Tohono O'odham Nationens land, og NEID's udtale fremkalder et ord, der groft kan oversættes som "at se" på Tohono O'odham-sproget. Instrumentet finder og studerer planeter ved hjælp af det, der kaldes radialhastighedsmetoden, hvor videnskabsmænd måler, hvordan stjernen slingrer lidt på grund af en kredsende planets tyngdekraft. Jo mere massiv planeten er, jo stærkere dens træk og jo hurtigere bevæger stjernen sig. (En mindre stjerne er også mere modtagelig for en planets tyngdekraft end en større.)

Bevæbnet med målinger af en planets diameter og masse, videnskabsmænd kan også bestemme dens tæthed, som typisk kan afsløre, om planeten er stenet (som Jorden, Venus og Mars) eller hovedsagelig gasformig (som Jupiter og Saturn). Dette er et første skridt mod at finde potentielt beboelige verdener, der ligner Jorden. Når det anvendes på mange planeter, metoden giver et mere omfattende overblik over, hvilke typer der er mest almindelige i galaksen, og hvordan andre planetsystemer dannes.

Måler Wobble

Planeter i vores eget solsystem får vores sol til at vakle:Jupiter, med sin enorme tyngdekraft, får vores hjemmestjerne til at bevæge sig frem og tilbage med cirka 43 fod i sekundet (13 meter i sekundet), hvorimod Jorden forårsager en mere rolig bevægelse på kun 0,3 fod per sekund (0,1 meter per sekund). Hastigheden er proportional med en kredsende planets masse såvel som med stjernens masse og afstanden mellem disse to objekter.

Indtil nu, instrumenter har typisk været i stand til at måle hastigheder så lave som omkring 3 fod i sekundet (1 meter i sekundet), men NEID tilhører en ny generation af instrumenter, der er i stand til at opnå omkring tre gange finere præcision. Det har potentialet til at opdage og studere klippeplaneter omkring stjerner, der er mindre end Solen. Ud over, videnskabsmændene og ingeniørerne, der arbejder med instrumentet, ønsker at bruge det til at demonstrere "ekstrem præcision radial hastighed", der måske en dag kunne detektere planeter så små som Jorden, der kredser omkring sollignende stjerner i den beboelige zone, hvor flydende vand potentielt kunne eksistere på en planets overflade.

NEID vil også bekræfte tilstedeværelsen og måle masser af planeter opdaget af NASAs nyligt opsendte TESS (eller Transiting Exoplanet Survey Satellite) rumteleskop, som registrerer planeter via en anden metode end NEID:TESS jagter efter små dyk i lyset, der kommer fra nærliggende stjerner, en indikation af, at en planet krydser stjernens ansigt, eller disk. Denne tilgang kan afsløre, hvor stor omkring planeten er (information nødvendig for at beregne planetens tæthed) og, baseret på vaklen, længden af ​​dets "år, " eller en tur rundt om dens stjerne. NEID kan også undersøge planetkandidater fundet af andre teleskoper.