26 lat temu ukazał się artykuł o pierwszej egzoplanecie
Dlaczego astronom otrzymał brawa od swoich kolegów za swój błąd, w jaki sposób odkryto pierwszą egzoplanetę, a następnie kilka innych pierwszych, mówi Indicator. Ru w sekcji „Historia nauki”.
Zwykle notatki z nagłówka „Historia nauki” poświęcone są sukcesom: udanym wynalazkom, odkryciom, stworzeniu czegoś, o czym pamięta się kilka wieków później. Dzisiaj jest jeden z tych przypadków, w których błąd zasługuje na uwagę. Co więcej, odkryto go nie po śmierci autora odkrycia, ale znalazł go sam. To haniebne uznanie zasługuje na uznanie - nie tylko jego kolegów, ale także nas.
W 1967 roku brytyjski astronom Andrew Line przygotowywał swoją rozprawę w Jodrell Bank Observatory. W tym samym roku ogłosili odkrycie nowej klasy obiektów - pulsarów. Ta wiadomość zrobiła wrażenie na naszym bohaterze, Line odłożył na bok swoją pracę i zaczął szukać gwiazd neutronowych. Jego grupa badaczy odniosła spory sukces: ich artykuł poświęcony poszukiwaniom pulsarów stał się drugim w historii, ukazując się zaledwie kilka tygodni po artykule Jocelyn Bell, jednej z odkrywczyń tych obiektów astronomicznych.
Jocelyn Bell / Roger W Haworth / Wikimedia Commons
Po ukończeniu dysertacji Line ponownie wrócił do gwiazd neutronowych. Przy teleskopach Jodrell Bank on i jego koledzy byli w stanie znaleźć kilka pulsarów. W 1985 roku po raz pierwszy widzieli PSR 1829-10. Nieco później astronomowie zauważyli, że występują odchylenia w regularności wybuchów jego promieniowania, których nie potrafili wyjaśnić. Rozważając różne opcje, naukowcy doszli do wniosku, że te fluktuacje są spowodowane przez planetę obracającą się wokół pulsara.
Według obliczeń masa nowo odkrytego ciała niebieskiego nie powinna być większa niż masa Urana, ale astronomowie martwili się o coś innego: okres rewolucji planety trwał około sześciu miesięcy, czyli pół roku na Ziemi.
Jak szukałeś tej planety i jaki jest problem z takim okresem? Założenie, że ciało niebieskie krąży wokół pulsara, było oparte na odchyleniach w „trybie” wybuchów jego promieniowania. Takie odchylenia mogą być spowodowane obrotem gwiazdy neutronowej wokół wspólnego środka ciężkości z planetą (oraz ruchami w kierunku Ziemi lub od niej), dzięki czemu, zgodnie z efektem Dopplera, częstotliwość impulsów zmienia się okresowo.
Film promocyjny:
Może więc wahania jasności były związane z ruchem Ziemi na jej orbicie, a nie pulsara wokół jej środka ciężkości, co jest wspólne dla planety? Nietrudno było tu popełnić błąd, a astronomowie bardzo starali się wykluczyć taką możliwość. Wynik zależał od dokładności pomiarów i obliczeń. Na szczęście już wtedy rozważano komputery na podstawie opracowanego modelu, ale sytuacja z pomiarami była bardziej skomplikowana. Stwierdzenie odkrycia planety wymagało dokładności danych w ramach możliwości czasowych i długiego okresu obserwacji. Nic dziwnego, że astronomowie wahali się i sprawdzali wyniki miesiącami, zanim zdecydowali się ogłosić odkrycie.
O planetach w układach pulsarów nie mówi się od 1979 roku, kiedy takie twierdzenie nie zostało potwierdzone, więc odkrycie Lyne i jego współautorów trafiło na okładki i pierwsze strony: znaleziono pierwszą egzoplanetę! Jednak szybko znaleziono sceptyków, którzy również zwrócili uwagę na podejrzany okres krążenia planety, ale skrupulatność Line przekonała większość z nich, że obliczenia są prawidłowe.
Andrew Line / Mike Peel / Wikimedia Commons
Od opublikowania artykułu minęło prawie sześć miesięcy. Pod koniec grudnia 1991 roku Line postanowił wrócić do swoich obliczeń. Coś w zapisach wzbudziło w nim wątpliwości, a astronom przejrzał dane i przeprowadził obliczenia na komputerze, nieznacznie dostosowując model. A wynik obliczeń wyraźnie pokazał: nie ma odchyleń. Przyczyną rozbieżności między wynikami okazał się fakt, że model, którego Line użył do obliczeń, nie uwzględniał różnicy orbity Ziemi od prawidłowego koła - coś, co czasami można zaniedbać, pociągało za sobą poważny błąd.
Zdając sobie sprawę ze znaczenia nowego wyniku, Line postanowił jak najszybciej przyznać, że przeszłe głośne odkrycie było błędem. Okazją była konferencja w Atlancie.
„15 stycznia 1992 roku Andrew Line wszedł na scenę i rozpoczął przemówienie. Z wyjątkiem kilku stłumionych głosów w pokoju panowała cisza, cisza rozczarowania. Brytyjczyk zakończył swój raport prosząc o przebaczenie całą społeczność naukową. Ledwo zdążył skończyć, gdy publiczność wybuchła aplauzem. Publiczność oczywiście doceniła odwagę ich nieszczęsnego kolegi”- opisali to przemówienie autorzy jednej z książek poświęconych poszukiwaniom egzoplanet.
Na tej samej konferencji przemawiał polski astronom Alexander Volzhan. Mówił o dwóch (a może trzech) egzoplanetach w układzie pulsarów PSR 1257 + 12. Jeden z nich stał się pierwszą odkrytą planetą poza Układem Słonecznym, której istnienie zostało później potwierdzone. Tym dowodem, uzyskanym w 1995 roku, zakończyła się faza bezowocnych poszukiwań i błędów. W tej chwili naukowcy odkryli już ponad 3500 egzoplanet i nie zamierzają na tym poprzestać.