Årets Nobelpris i fysik har tilldelats tre forskare för deras bidrag till två unika områden.

Hälften av utmärkelsen 9 miljoner svenska kronor (A $ 1,34 miljoner) går till James Peebles, en kanadensisk kosmolog vid Princeton University, "för teoretiska upptäckter i fysisk kosmologi."

Den andra halvan delas mellan två schweiziska astronomer, Michel borgmästare vid universitetet i Genève, och Didier Queloz från University of Geneva och University of Cambridge, "för upptäckten av en exoplanet som kretsar kring en stjärna av soltyp."

Göran Hansson, Generalsekreterare vid Kungliga Vetenskapsakademien, sa att tillsammans dessa bidrag ger oss en "förståelse för universums utveckling och jordens plats i kosmos".

Kosmologi

Peebles teoretiska beräkningar har gjort det möjligt för kosmologer att tolka den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), kvarvarande strålning från efterdyningarna av universums födelse för 13,8 miljarder år sedan. Upptäcktes av en slump för mer än 50 år sedan, CMB representerar en guldgruva för kosmologer, som innehåller hemligheter om universums ursprung, ålder, och sammansättning.

Medan Peebles teoretiska ram har gett nyckeln till att låsa upp CMB:s hemligheter, det har också lämnat kosmologer med en ännu större fråga - en som kretsar kring universums sammansättning.

För närvarande, vanlig materia - saker som utgör stjärnorna, planeterna, och allt på jorden - antas endast utgöra 5% av den totala massan och energin i universum. Resten innehåller en blandning av mörkt material (25%), en mystisk form av materia som är osynlig för traditionella observationstekniker, och mörk energi (70%), vilket antas vara orsaken till universums expansion.

Även om dessa "mörka" komponenter förblir mest svårfångade, den amerikanska astronomen Vera Rubins banbrytande arbete visade nästan alla tvivel om att mörk materia existerar. Rubins idéer revolutionerade kosmologin, men tyvärr vann hon aldrig ett Nobelpris och gick bort 2016.

Exoplaneter

Borgmästare och Queloz hedrades för deras upptäckt 1995 av en exoplanet-en planet utanför vårt solsystem-som kretsar kring en solliknande stjärna.

Med hjälp av skräddarsydda instrument på Observatoire de Haute-Provence-teleskopet i Frankrike, Borgmästare och Queloz observerade en avlägsen stjärna i stjärnbilden Pegasus, kallas 51 Pegasi, och tyckte att det var vacklande.

Denna vingla orsakas av gravitationseffekterna av en planet som drar på sin värdstjärna och kan observeras via den förändrade naturen hos stjärnans ljus. När den ses av en avlägsen observatör, wobble påverkar stjärnans ljusspektrum. Om stjärnan rör sig mot en observatör, dess spektrum verkar något förskjutet mot den blå änden, men om det går bort den förskjuts mot den röda änden.

Genom att titta på dessa "Doppler -skift" med en observationsmetod som kallas radiell hastighet, astronomer kan inte bara upptäcka närvaron av en planet, men också uppskatta dess massa och omloppstid (längden på planetens "år").

Borgmästare och Queloz upptäckte en Jupitermassplanet, kallad 51 Pegasi b. Omloppstiden var bara 4,2 dagar, jämfört med jordens 365 dagar långa resa runt solen. Detta i sig var en överraskning, som astronomer inte förväntade sig att en sådan massiv planet skulle kretsa så snabbt och nära runt sin värdstjärna. Upptäckten gav upphov till smeknamnet "het Jupiter" för dessa typer av planeter, och inledde en ny era av exoplanetforskning.

I dag, mer än 4, 000 exoplaneter har upptäckts i Vintergatan, med många fler väntade under de kommande åren. Förutom att ge astronomer ny inblick i hur vårt solsystem och dess planeter bildades och utvecklades, exoplanetforskning kan också svara på den ultimata frågan om vi är ensamma i universum.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.