Paano Nakuha ng Dalawang Nobel Laureates ang Unang Exoplanet


Ang 2019 Nobel Prize for Physics ay iginawad noong Martes sa bahagi kay Michel Mayor at Didier Queloz para sa isang kamangha-manghang pagtuklas na kanilang ginawa noong 1995: ang unang pagtuklas ng isang planeta na naglalagay ng orbiting sa isang malalayong bituin na katulad ng ating Araw. Bago iyon, ang tanging mga planeta sa mapa ay ang walo sa aming sariling solar system. Hindi namin alam kung ang mga planeta ay pangkaraniwan o bihira sa uniberso – isang katanungan na may malaking implikasyon para sa posibleng pagkakaroon ng dayuhan.

Ito ay medyo isang awit ng pang-agham na pag-sleuthing. Si Mayor at Queloz ay tumingin sa isang bituin sa konstelasyong Pegasus na tinatawag na 51 Pegasi, na 50.45 light years ang layo. Maaari naming makita ang ilaw na ibinigay ng bituin, ngunit sa layo na iyon ang angular na sukat ng pinagmulan ay napakaliit para malutas ng mga teleskopyo. Sa madaling salita, hindi namin talaga makita ang bituin mismo. At kung hindi mo makita ang bituin, tiyak na hindi mo makita ang isang mas maliit na planeta na umiikot dito.

Kaya paano nila ito ginagawa? Sa pisika, siyempre. Tulad ng lahat ng mga bagay, ang pinakamahusay na paraan upang maunawaan ito ay ang pagbuo ng isang modelo. Kaya, gumawa ng isang simpleng modelo ng unang exoplanet na nakita.

Pag-save ng Starlight

Ang bituin na 51 na si Pegasi ay katulad ng aming Araw — medyo mas malaki, ngunit marahil ay hindi mo masabi sa kanila kung magkapareho silang malapit sa kamay. Ang planeta, na napakalungkot na tinawag na 51 Pegasi b, ay isang higanteng gas tulad ng Jupiter, ngunit nakakahiya itong malapit sa bituin nito, na may orbital radius na halos mga 0.05 AU lamang. (Ang ibig sabihin ng AU para sa yunit ng astronomya, na kung saan ay ang average na distansya mula sa Earth hanggang sa Araw.) Para lamang sa paghahambing, ang Jupiter ay may orbital radius na halos 5 AU.

Ngayon, pupunta ako sa likuran na ito, na may pakinabang ng kawalan ng pakiramdam. Gagamitin namin ang tinantyang masa ng bituin at exoplanet, kasama ang orbital radius, upang modelo ng pag-uugali ng sistemang ito ng planeta, at pagkatapos ay ipapakita ko kung paano mo ito malalaman. Si Mayor at Queloz, siyempre, ay kailangang kunin ang mga pagtatantya mula sa data. Ngunit marahil mayroon silang isang katulad na modelo sa pag-iisip upang gabayan ang kanilang gawain.

OK, sa anumang solar system, mayroong isang puwersa ng gravitational na paghila ng isang bituin at planeta nang magkasama. Ang kaakit-akit na puwersa ay nakasalalay sa masa ng bawat bagay (Ms at mp) at ang distansya (r ) sa pagitan nila, at ang kadakilaan nito ay ibinigay ng:

Paglalarawan: Rhett Allain