26 vuotta sitten oli artikkeli ensimmäisestä eksoplaneetasta
Miksi tähtitieteilijä sai suosionosoituksia kollegoiltaan virheestä, kuinka ensimmäinen eksoplaneetta löydettiin, ja sen jälkeen vielä useita ensimmäisiä, Indicator. Ru kertoo "Science of Science" -osiossa.
Yleensä otsikon "Tiedehistoria" muistiinpanot on omistettu menestyksille: onnistuneille keksinnöille, löytöille, sellaisen sellaisen luomiselle, joka muistetaan useita vuosisatoja myöhemmin. Tänään on yksi niistä tapauksista, joissa virhe ansaitsee huomion. Lisäksi sitä ei löydetty löytön kirjoittajan kuoleman jälkeen, vaan hän löysi sen itse. Tämä häpeällinen tunnustus ansaitsee hyväksynnän - paitsi hänen kollegoilleen, myös meille.
Vuonna 1967 brittiläinen tähtitieteilijä Andrew Line valmisteli väitöskirjaansa Jodrell Bankin observatoriossa. Samana vuonna he ilmoittivat löytävänsä uuden esineluokan - pulsaattorit. Tämä uutinen vaikutti sankarimme, Line jätti työtään ja alkoi etsiä neutronitähtiä. Hänen tutkijaryhmänsä osoittautui olevan melko onnekas: pulsareiden etsimiseen omistettu artikkeli tuli historiassa toiseksi, ilmestyi vain muutama viikko sen jälkeen, kun Jocelyn Bell, yksi näiden tähtitieteellisten esineiden löytäjistä, artikkelin.
Jocelyn Bell / Roger W Haworth / Wikimedia Commons
Opinnäytetyön valmistuttuaan Line palasi jälleen neutronitähtiin. Jodrell Bankin kaukoputkeilla hän ja hänen kollegansa löysivät useita pulsereita. Vuonna 1985 he näkivät PSR 1829-10: n ensimmäistä kertaa. Hieman myöhemmin, tähtitieteilijät huomasivat, että säteilypurskeiden säännöllisyydessä oli poikkeamia, joita he eivät pystyneet selittämään. Harkittuani erilaisia vaihtoehtoja, tutkijat päättelivät, että nämä vaihtelut johtuvat planeetasta, joka pyörii pulsarin ympärillä.
Laskelmien mukaan hiljattain löydetyn taivaankappaleen massan olisi pitänyt olla enintään Uraanin massaa, mutta tähtitieteilijät olivat huolissaan jostakin muusta: planeetan vallankumouksen ajanjakso oli noin kuusi kuukautta, toisin sanoen puolet maapallon vuodesta.
Kuinka etsit tältä planeetalta ja mikä on ongelma tällaisella ajanjaksolla? Oletus siitä, että taivaankappale pyörii pulssarin ympärille, perustui säteilypurskeiden "moodin" poikkeamiin. Tällaiset poikkeamat voivat johtua neutronitähteen pyörimisestä planeetan kanssa yhteisen painopisteen ympärillä (ja liikkeet joko maahan tai sen ulkopuolelle), mistä syystä pulssitaajuus muuttuu Doppler-ilmiön mukaisesti.
Mainosvideo:
Joten ehkä kirkkauden vaihtelut liittyivät maapallon liikkeelle kiertoradallaan, ei pulssariin sen planeetan yhteisen painopisteen ympärillä? Täällä ei ollut vaikea tehdä virhe, ja tähtitieteilijät yrittivät kovasti sulkea pois tällaisen mahdollisuuden. Tulos riippui mittausten ja laskelmien tarkkuudesta. Onneksi tietokoneita harkittiin jo tuolloin kehitetyn mallin perusteella, mutta tilanne mittauksilla oli monimutkaisempi. Maapallon löytämisen vaatiminen edellytti datan tarkkuutta ajan kuluessa ja pitkässä havaintojaksossa. Ei ole yllättävää, että tähtitieteilijät epäröivät ja tarkistivat tuloksia kuukausia ennen päättämistä ilmoittaa löytöstä.
Pulsar-järjestelmien planeetoista ei ole puhuttu vuodesta 1979, jolloin tällaista väitettä ei vahvistettu, joten Line ja hänen tekijöidensä löytö osui kansille ja etusivulle: ensimmäinen eksoplaneetta löytyi! Pian löydettiin kuitenkin epäilijöitä, jotka kiinnittivät huomiota myös planeetan kiertämisen epäilyttävään ajanjaksoon, mutta Linein huolellisuus vakuutti useimmat heistä laskelmien paikkansapitävyydestä.
Andrew Line / Mike Peel / Wikimedia Commons
Lähes kuusi kuukautta on kulunut artikkelin julkaisemisesta. Joulukuun 1991 lopussa Line päätti palata laskelmiinsa. Jokin tietueista teki hänestä epäilyttävän, ja tähtitieteilijä tarkisti tiedot uudelleen ja suoritti laskelmat tietokoneella säätämällä mallia hieman. Ja laskelmien tulos osoitti selvästi: poikkeamia ei ole. Syynä tulosten väliseen ristiriitaisuuteen osoittautui, että Line-laskennassa käyttämä malli ei ottanut huomioon Maan kiertoradan eroa oikeasta ympyrästä - jotain, joka voidaan joskus laiminlyödä, aiheutti vakavan virheen.
Ymmärtäessään uuden tuloksen merkityksen Line päätti mahdollisimman pian myöntää, että aiempi korkean profiilin havainto oli virhe. Mahdollisuus oli Atlantan konferenssi.
”15. tammikuuta 1992 Andrew Line astui esiin ja aloitti puheensa. Muutamaa vaimennettua ääntä lukuun ottamatta, huoneessa oli hiljaisuus, pettymyksen hiljaisuus. Britti päätti raporttinsa pyytämällä anteeksiantoa koko tiedeyhteisöltä. Hänellä oli tuskin aikaa valmistua, kun yleisö puhkesi suosionosoituksiin. On selvää, että yleisö arvosti epäonnisen kollegansa rohkeutta”, sanoivat yhden puheen eksoplaneettojen etsimiseen omistettujen kirjojen kirjoittajat.
Puolalainen tähtitieteilijä Alexander Volzhan puhui samassa konferenssissa. Hän puhui kahdesta (tai ehkä kolmesta) eksoplaneetasta PSR 1257 + 12 pulsar -järjestelmässä. Yhdessä heistä tuli ensimmäinen aurinkokunnan ulkopuolella löydetty planeetta, jonka olemassaolo vahvistettiin myöhemmin. Tällä todisteella, joka saatiin vuonna 1995, tuloksettomien hakujen ja virheiden vaihe päättyi. Tällä hetkellä tutkijat ovat löytäneet jo yli 3500 eksoplaneettaa eikä aio lopettaa siellä.