'Vacklan, ' eller radiell hastighetsteknik för att hitta planeter bygger på rörelsen hos stjärnorna som skapas när de omges av sina planeter. Den blå vågen representerar rörelse mot jorden, medan den röda våglängden uppstår när stjärnan går iväg. Kredit:(NASA/JPL-Caltech)
Astronomer tror att planeter som Jupiter skyddar oss från rymdobjekt som annars skulle slå in i jorden. Nu är de närmare att lära sig om jätteplaneter fungerar som väktare av solsystem på andra håll i galaxen.
Ett team som leds av UCR har upptäckt två planeter i storleken Jupiter cirka 150 ljusår från jorden som kan avslöja om det är troligt att det finns liv på de mindre planeterna i andra solsystem.
"Vi tror att planeter som Jupiter har djupt påverkat utvecklingen av livet på jorden. Utan dem, människor kanske inte är här för att ha den här konversationen, sa Stephen Kane, huvudstudieförfattare och UCR-docent i planetarisk astrofysik. "Att förstå hur många andra stjärnor som har planeter som Jupiter kan vara mycket viktigt för att lära sig om planeternas beboelighet i dessa system."
Tillsammans med flytande vattenhav, Kane sa att astronomer tror att sådana planeter har förmågan att fungera som slangbellor, drar föremål som meteorer, kometer, och asteroider ur sina banor på väg till nedslag med små, steniga planeter.
Många större planeter har hittats nära deras stjärnor. Dock, de är inte lika användbara för att lära sig om arkitekturen i vårt eget solsystem, där jätteplaneterna inklusive Saturnus, Uranus och Neptunus är alla längre bort från solen. Stora planeter långt från sina stjärnor har, tills nu, varit svårare att hitta.
En studie som nyligen accepterats för publicering i Astronomisk tidskrift beskriver hur Kanes team fann framgång i en ny metod som kombinerar traditionella detektionsmetoder med den senaste tekniken.
En populär metod för att söka efter exoplaneter - planeter i andra solsystem - involverar övervakning av stjärnor för "wobble, " där en stjärna rör sig mot och bort från jorden. Vinklingen orsakas sannolikt av gravitationskraften som en närliggande planet utövar på den. När en stjärna vinglar, det är en ledtråd att det kan finnas en exoplanet i närheten.
När planeten är långt från sin stjärna, gravitationskraften är svagare, vilket gör vinklingen mindre och svårare att upptäcka. Det andra problemet med att använda wobble-detekteringsmetoden, Kane sa, är att det bara tar lång tid. Jorden tar bara ett år att kretsa runt solen. Jupiter tar 12, Saturnus tar 30, och Neptunus tar häpnadsväckande 164 år.
De större exoplaneterna tar också många år att cirkla runt sina stjärnor, vilket innebär att observera en fullständig omloppsbana kan uppsluka en astronoms hela karriär. För att påskynda processen, Kane och hans team kombinerade wobblemetoden med direktavbildning. Den här vägen, om teamet trodde att en planet kunde orsaka vinkling, de kunde bekräfta det genom synen.
Det är ingen enkel uppgift att få en direkt bild av en planet quadrillions of miles away. Det kräver största möjliga teleskop, en som är minst 32 fot lång och mycket känslig. Även från detta avstånd, stjärnornas ljus kan överexponera bilden, skymmer målplaneterna.
Teamet övervann denna utmaning genom att lära sig att känna igen och eliminera mönstren i deras bilder skapade av stjärnljus. Genom att ta bort stjärnljuset kunde Kanes team se vad som återstod.
"Direkt bildbehandling har kommit långt både när det gäller att förstå de mönster vi hittar, och när det gäller de instrument som används för att skapa bilderna, som har mycket högre upplösning än de någonsin har varit, " Sa Kane. "Du ser detta varje gång en ny smartphone släpps – kameradetektorerna förbättras alltid och det är sant även inom astronomi."
I detta projekt, teamet tillämpade kombinationen av wobble och bildmetoder på 20 stjärnor. Förutom att de två kretsar kring gigantiska Jupiterliknande planeter som inte tidigare hade upptäckts, laget upptäckte också en tredje, tidigare observerad stjärna med en gigantisk planet i sitt system.
Går framåt, teamet kommer att fortsätta att övervaka 10 av stjärnorna där planetariska följeslagare inte kunde uteslutas. Dessutom, Kane planerar ett nytt projekt för att mäta hur lång tid det tar för dessa exoplaneter att fullborda rotationer mot och bort från sina stjärnor, som för närvarande inte kan mätas.
Kanes lag är internationellt, med medlemmar vid Australian Astronomical Observatory, University of Southern Queensland, University of New South Wales och Macquarie University i Australien, samt vid University of Hertfordshire i Storbritannien. De är också spridda över USA vid National Optical Astronomy Observatory i Tucson, AZ, Southern Connecticut State University, NASA Ames Research Center och Stanford University i Kalifornien och Carnegie Institution of Washington i D.C.
"Denna upptäckt är en viktig pusselbit eftersom den hjälper oss att förstå de faktorer som gör en planet beboelig och om det är vanligt eller inte, " sa Kane. "Vi konvergerar snabbt på svar på denna fråga som de senaste 3, 000 nedtecknade år av historia kunde bara önska att de hade tillgång till dem."
