Professionelle Astronomen verfügen über leistungsstarke Ausrüstung: Hubble, Keck und Spitzer, um nur einige zu nennen. Grant Christie ist ein Amateurastronom aus Auckland, Neuseeland, und Teil des Teams, das die Entdeckung gemacht hat.
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Fraser Cain: Können Sie mir einen Hintergrund über den Planeten geben, den Sie entdeckt haben?
Grant Christie: Es gibt noch einiges zu analysieren, um genau alle Parameter herauszufinden, aber es liegt in der Größenordnung von etwa 15.000 Lichtjahren. Daran wird noch gearbeitet, an der Entfernung. Es ist ein ziemlich massereicher Planet, wahrscheinlich in der Größenordnung des 2-3-fachen der Jupitermasse, und er umkreist ungefähr 3 astronomische Einheiten von seinem Mutterstern entfernt. Es ist nicht gerade wie ein bekanntes Objekt, aber wenn Sie es aus der Nähe sehen könnten, würde es wahrscheinlich ein bisschen wie Jupiter aussehen. Es wäre ungefähr dreimal schwerer, aber nicht viel größer, weil es durch seine Schwerkraft stärker komprimiert würde.
Fraser: Die bisher entdeckten Planeten befinden sich innerhalb weniger hundert Lichtjahre von der Erde entfernt. Wie konnten Sie eine 15.000 Lichtjahre entfernte finden, insbesondere mit Hinterhofausrüstung?
Christie: Mit dieser Entdeckung sind wir nur Teil eines Zahnrads, wir sind Teil eines Teams, aber es wurde eine Methode verwendet, die als Gravitationsmikrolinse bekannt ist. Das klingt nach einem kleinen Schluck, verwendet aber im Wesentlichen einen Stern als Linse, um einen weiter entfernten Stern zu vergrößern. Dies funktioniert, wenn die beiden Sterne genau so ausgerichtet sind, wie wir sie von der Erde aus sehen. Wir haben also eine Situation, in der wir irgendwo im Lichthof - oder in der Ausbuchtung - der Galaxie einen entfernten Stern haben, vielleicht 20.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Durch Zufall ist ein weiterer Stern fast genau zwischen uns und ihm in Einklang gekommen. Die Schwerkraft dieses dazwischenliegenden Sterns wirkt wie eine Linse und verstärkt das Licht des weiter entfernten Sterns. Wir können sie nicht als zwei Sterne sehen, sie sind so nahe beieinander und kein Teleskop auf der Erde kann es. Was wir aber sehen, ist die Vergrößerung oder die Verstärkung des Lichts des entfernten Sterns, wenn es durch diese Linse geht. All das ist in Ordnung, derzeit werden jedes Jahr etwa 600 dieser Mikrolinsenereignisse erkannt. Sie an sich sind nicht so ungewöhnlich, aber es stellt sich heraus, dass wenn Sie einen Planeten haben, der den Linsenstern umkreist - den, der zwischen uns und dem entfernteren eingegriffen hat -, dieser Planet die Eigenschaften der Linse stark verändert. Es verändert die Lichtverstärkung stark. Wir messen einfach die Helligkeitsänderungen des Objektivs, wenn diese beiden Sterne ausgerichtet werden und sich dann aus der Ausrichtung bewegen. Es stellte sich heraus, dass das Licht, das wir beobachteten, um das 50-fache über das hinaus vergrößert wurde, was vor Beginn der Linse vorhanden war. Das bringt schwache Sterne, die wir normalerweise mit einem kleinen Teleskop in unserer Reichweite nicht sehen könnten. Im vorliegenden Fall wurde sie durch die Verstärkung in den visuellen Wellenlängen auf die Größe 18 gebracht. Das ist sehr nahe an unserer Grenze, aber wir haben es trotzdem geschafft.
Fraser: Hat Ihr Team erwartet, Beweise für einen Planeten zu finden, bevor Sie irgendwelche Beobachtungen gemacht haben, oder war das nur ein glückliches Ergebnis?
Christie: Es ist größtenteils ein glückliches Ergebnis. Es gibt ein Team in Chile, ein polnisches Team von der Warschauer Universität, das von Professor Udalski vermietet wurde, und ihre Aufgabe besteht hauptsächlich darin, Mikrolinsen-Events zu finden. Sie überwachen jede Nacht Millionen von Sternen und suchen nach Sternen, deren Helligkeit nur so zuzunehmen scheint, wie Sie es von einem Objektiv erwarten. Es gibt offensichtlich auch viele variable Sterne, die sie bereits tabellarisch aufgeführt haben, damit sie über diese Bescheid wissen. Sie erkennen Mikrolinsenereignisse. Sie entdecken ungefähr 600 pro Jahr. Sie begannen, dieses Ereignis ungefähr am 17. März zu beobachten, und sie bemerkten, dass dieser Stern gerade anfing aufzuhellen - er hatte sich noch nie zuvor aufgehellt - und sie folgten ihm. Jede Nacht, als sie eine Beobachtung machten, schien es mehr und mehr aufzuhellen, und als dieser Prozess weiterging, bemerkten sie, dass es einer bestimmten Aufhellungskurve folgte, die Sie von einem Mikrolinsenereignis erwarten würden, und waren daher zuversichtlich, dass es eine war Mikrolinse. Und als wir uns dem April näherten, zeigten sich Anzeichen dafür, dass es von einer einfachen Linse abwich, die man von einem einzelnen Stern für sich allein bekommen würde. Dies ist eine mathematisch definierte Form. Wenn die Photometrie gut ist, können Sie normalerweise feststellen, ob Sie eine einzelne Linse haben oder nicht. Um den 18. April herum bemerkten sie eine deutliche Abweichung von diesem einfachen Objektivmodell. Dies sind die Leute, die das OGLE-Team leiten. Sie haben eine Warnung an MicroFUN gesendet, eine Gruppe, mit der wir verbunden sind. Sie haben keine Ohio State University mehr, die von Professor Andrew Gould geleitet wird. Wir erhielten dann eine Benachrichtigung, dass es möglicherweise eine Anomalie bei diesem Mikrolinsenereignis gibt. versuche es so oft wie möglich zu beobachten. Hier haben wir wirklich mit unseren Beobachtungen begonnen. Zu diesem Zeitpunkt war es schwach, aber es war immer noch in Reichweite unserer Teleskope. Wir waren überrascht, dass es tatsächlich beobachtbar war. Ich hätte gedacht, dass es zu schwach war. Jetzt weiß ich, dass wir an einer schwächeren Grenze arbeiten können, als ich bisher gedacht hatte. Es war ungefähr am 20. April bekannt, dass dieses Mikrolinsenereignis eine starke Anomalie aufwies, was der Begriff ist, den sie verwenden, und wir folgten ihm für die folgenden Tage - wahrscheinlich ungefähr 3-4 Tage. Es gab einige sehr starke Anomalien, die wirklich ein Zeichen dafür waren, dass ein Planet anwesend war, der diese Anomolien verursachte. Die meisten dieser Ereignisse, die Sie beobachten - ich habe einige, wahrscheinlich mindestens 20 - selbst gemacht, erweisen sich als einfache Linse, und sie sind überhaupt nicht überraschend. Die Aufregung bei dieser Art von Arbeit ist, dass Sie einfach nicht wissen, niemand weiß, was Sie finden werden. Sie beginnen, einem dieser Mikrolinsenereignisse zu folgen, sobald es sein Maximum erreicht hat und es am Maximalpunkt oder nahe daran ist, wenn die maximale Empfindlichkeit für einen Planeten erreicht wird. Wir sind einfach nicht so sehr daran interessiert, sie anzusehen, bis Sie diesem Maximum sehr nahe kommen. Und dann beginnen die Netzwerke wirklich, die Lichtkurve zu sättigen, indem sie sie abdecken.
Fraser: Also müssen die Sterne ziemlich gut ausgerichtet sein, damit die Wirkung des Planeten sichtbar wird.
Christie: Ja, sie müssen fast perfekt sein. Das schafft eine sehr hohe Verstärkung. Einige von denen, die wir uns angesehen haben, hatten Verstärkungen, bei denen das Licht 800-fach vergrößert wird. Sie sind nicht üblich, aber wenn Sie ein solches Objektiv mit sehr hoher Verstärkung erhalten und die Ausrichtung nahezu perfekt ist, ist es am wahrscheinlichsten, dass Sie einen Planeten finden, wenn einer vorhanden ist.
Fraser: Wie empfindlich kann diese Technik sein?
Christie: Einige Experten haben gesagt, wenn dieser Planet nicht größer als Jupiter gewesen wäre, hätte er die Größe der Erde, diese Beobachtungen hätten ihn immer noch entdeckt. Ich weiß, dass es unter den Akademikern in den Teams einige Debatten darüber gibt, aber im Großen und Ganzen ist dies wahrscheinlich ein Hinweis darauf, dass diese Methode sehr empfindlich sein kann. Und dieses Ereignis war tatsächlich nicht so hell. Wir haben solche beobachtet, die so hell geworden sind, dass Sie sie in einem kleinen 6-Zoll-Teleskop sehen können.
Fraser: Das ist aber erstaunlich. Ich weiß, dass die Leute verschiedene Techniken diskutiert haben, mit denen sie erdgroße Planeten sehen können, die andere Sterne umkreisen, aber zu wissen, dass wir momentan eine Technik zur Verfügung haben, ist ziemlich beeindruckend. Ich wollte mit Ihnen ein wenig darüber sprechen, wie Amateure an den Entdeckungen in der Astronomie beteiligt werden können. Wo gibt es Möglichkeiten, sich zu engagieren?
Christie: Es gibt viele Möglichkeiten, sich auf die Beobachtungsastronomie einzulassen, aber wenn Sie über Photometrie sprechen, eine Messung der Sternhelligkeit, brauchen Sie im Grunde nur ein Teleskop mit so viel Blende, wie Sie sich leisten können. Eine anständige Art der Montage und eine CCD-Imaging-Kamera. Für weniger als 10.000 US-Dollar können Sie ein System einrichten, das sehr leistungsfähig ist und tatsächlich sehr nützlich sein kann. Es gibt viele andere Dinge, die Sie in der Beobachtungsastronomie tun können, die dies nicht erfordern, aber um diese Art von Arbeit zu erledigen, benötigen Sie diese. Wir arbeiten anders als diese Mikrolinsenarbeit, wir messen auch die Lichtänderungen von Objekten, die als kataklysmische variable Sterne bezeichnet werden. Dies sind interessante Objekte, die viel flackern und alles Mögliche. Wir sind Teil eines weltweiten Netzwerks, das dieser Art von Objekten folgt. Im Allgemeinen ist der gemeinsame Nenner die Messung der Helligkeit eines Sterns oder Objekts über die Zeit. Das nennt man Photometrie, und das machen wir in erster Linie.
Fraser: Herzlichen Glückwunsch zur Entdeckung dieses neuen Planeten durch Ihr Team und viel Glück bei Ihrer zukünftigen Arbeit.
Christie: Gern geschehen. Ich möchte meiner Mitarbeiterin hier in Neuseeland, Jennie McCormick, meinen Tribut zollen, die das kleinste Teleskop von allen verwendet und weit über tausend Stunden mit dieser Art von Arbeit verbracht hat und die Anerkennung ihrer Bemühungen verdient .
