science >> Wetenschap >  >> Fysica

Ontdekkingen van donkere materie en exoplaneten winnen Nobelprijs voor natuurkunde

Peebles (L) deelt de prijs Burgemeester (C) en Queloz (R) voor hun onderzoek naar het heelal

De Canadees-Amerikaanse kosmoloog James Peebles en de Zwitserse astronomen Michel Mayor en Didier Queloz hebben dinsdag de Nobelprijs voor de Natuurkunde gewonnen voor onderzoek dat het begrip van onze plaats in het heelal vergroot.

Peebles won de helft van de prijs "voor theoretische ontdekkingen die hebben bijgedragen aan ons begrip van hoe het heelal evolueerde na de oerknal, "professor Goran Hansson, secretaris-generaal van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen, vertelde een persconferentie.

Burgemeester en Queloz deelden de andere helft voor de eerste ontdekking, in oktober 1995, van een planeet buiten ons zonnestelsel - een exoplaneet - die rond een zonachtige ster in de Melkweg draait.

"Hun ontdekkingen hebben onze opvattingen over de wereld voor altijd veranderd, ' zei de jury.

Ontwikkeld gedurende twee decennia sinds het midden van de jaren zestig, Peebles' theoretisch kader is 'de basis van onze hedendaagse ideeën over het heelal'.

Peebles bouwde voort op het werk van Albert Einstein over de oorsprong van het heelal door terug te kijken naar de millennia direct na de oerknal, toen lichtstralen naar buiten de ruimte in begonnen te schieten.

Met behulp van theoretische hulpmiddelen en berekeningen, hij legde een verband tussen de temperatuur van de straling die na de oerknal werd uitgezonden en de hoeveelheid materie die daarbij ontstond.

'Onbekende zaak'

Zijn werk toonde aan dat de ons bekende materie, zoals sterren, planeten, en onszelf - slechts vijf procent van het universum uitmaken, terwijl de overige 95 procent bestaat uit "onbekende donkere materie en donkere energie".

In een telefonisch interview, Peebles zei dat wat die elementen eigenlijk zijn, nog steeds een open vraag is.

De ontdekkingen van de Nobelprijswinnaars voor de fysica van 2019:hoe het universum evolueerde na de oerknal en de eerste planeet die rond een ster van het zonnetype buiten ons zonnestelsel draait

"Hoewel de theorie zeer grondig is getest, we moeten nog steeds toegeven dat de donkere materie en donkere energie mysterieus zijn, ' zei Peebles.

Sprekend op Princeton University later, hij voegde eraan toe dat zijn ideeën niet het "laatste antwoord" waren.

"We kunnen er zeker van zijn dat als we nieuwe aspecten van het uitdijende en evoluerende universum ontdekken, we zullen opnieuw geschrokken en verbaasd zijn, " hij zei.

Peebels, 84, is Albert Einstein Professor of Science aan de Princeton University in de Verenigde Staten, terwijl burgemeester, 77, en Queloz, 53, zijn professoren aan de Universiteit van Genève. Queloz werkt ook aan de Universiteit van Cambridge in Groot-Brittannië.

Met behulp van op maat gemaakte instrumenten in hun observatorium in Zuid-Frankrijk in oktober 1995, Burgemeester en Queloz konden een gasvormige bal detecteren die even groot was als Jupiter, in een baan om een ​​ster op 50 lichtjaar van onze eigen zon.

Gebruikmakend van een fenomeen dat bekend staat als het Doppler-effect, die de kleur van het licht verandert afhankelijk van of een object de aarde nadert of zich ervan terugtrekt, het paar bewees de planeet, bekend als 51 Pegasus b, in een baan om zijn ster draaide.

'Topje van de ijsberg'

"Er worden nog steeds vreemde nieuwe werelden ontdekt, " merkte de Nobeljury op, onze vooropgezette ideeën over planetaire systemen uitdagen en "wetenschappers dwingen hun theorieën over de fysieke processen achter de oorsprong van planeten te herzien".

Mayor was een professor aan de Universiteit van Genève en Queloz was zijn doctoraatsstudent toen ze hun ontdekking deden die "een revolutie in de astronomie ontketende, " en sindsdien meer dan 4, 000 exoplaneten zijn gevonden in ons eigen melkwegstelsel.

"Wat we 25 jaar geleden ontdekten, was slechts het topje van de ijsberg, " vertelde Queloz aan AFP.

Miniprofielen van de winnaars van de Nobelprijs voor natuurkunde 2019:James Peebles (Canada-VS) en en Michel Mayor en Didier Queloz (Zwitserland).

Het nieuws van de prijs was een schok voor Queloz, hoewel anderen hadden gespeculeerd dat hun ontdekking de eer waard was.

"Toen we de ontdekking deden, heel vroeg vertelden veel mensen me dat dit een Nobelprijs-ontdekking zou zijn. 25 jaar lang bleven mensen dit zeggen en op een gegeven moment zei ik gewoon dat dit toch geen Nobelprijs gaat winnen, " hij zei.

De prijs bestaat uit een gouden medaille, een diploma en de som van negen miljoen Zweedse kronen (ongeveer $ 914, 000 of 833, 000 euro).

Het trio ontvangt de prijs uit handen van koning Carl XVI Gustaf tijdens een formele ceremonie in Stockholm op 10 december. de verjaardag van de dood van wetenschapper Alfred Nobel in 1896, die de prijzen in zijn testament heeft gemaakt.

in 2018, de eer ging naar Arthur Ashkin van de VS, Gerard Mourou uit Frankrijk en Donna Strickland uit de VS voor laseruitvindingen die worden gebruikt voor geavanceerde precisie-instrumenten in corrigerende oogchirurgie en in de industrie.

Het Nobelseizoen van dit jaar ging maandag van start met de Medicijnprijs voor de Amerikanen William Kaelin en Gregg Semenza, en de Britse Peter Ratcliffe.

Ze werden geëerd voor onderzoek naar hoe menselijke cellen voelen en zich aanpassen aan veranderende zuurstofniveaus, die nieuwe strategieën opent om ziekten als kanker en bloedarmoede te bestrijden.

Woensdag worden de winnaars van de Scheikundeprijs van dit jaar bekend gemaakt.

Donderdag volgt de Literatuurprijs, met twee laureaten die worden gekroond nadat een schandaal over seksuele intimidatie de Zweedse Academie dwong de prijs van 2018 uit te stellen, voor het eerst in 70 jaar.

Vrijdag verplaatst de actie zich naar Noorwegen waar de Vredesprijs wordt uitgereikt, met bookmakers die de Zweedse klimaatactiviste Greta Thunberg steunen.

De Economieprijs sluit maandag het Nobelseizoen af, 14 oktober.


Persbericht:De Nobelprijs voor Natuurkunde 2019

De Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen heeft besloten de Nobelprijs voor Natuurkunde 2019 toe te kennen

"voor bijdragen aan ons begrip van de evolutie van het universum en de plaats van de aarde in de kosmos"

met de ene helft tot

James Peebles
Princeton Universiteit, VS

"voor theoretische ontdekkingen in de fysieke kosmologie"

en de andere helft gezamenlijk

Michel Burgemeester
Universiteit van Genève, Zwitserland

en

Didier Queloz
Universiteit van Genève, Zwitserland
Universiteit van Cambridge, VK

"voor de ontdekking van een exoplaneet die rond een ster van het zonnetype draait"

Nieuwe perspectieven op onze plek in het universum

De Nobelprijs voor natuurkunde van dit jaar beloont nieuw begrip van de structuur en geschiedenis van het universum, en de eerste ontdekking van een planeet die buiten ons zonnestelsel om een ​​ster van het zonnetype draait.

De inzichten van James Peebles in de fysieke kosmologie hebben het hele onderzoeksgebied verrijkt en de basis gelegd voor de transformatie van de kosmologie in de afgelopen vijftig jaar, van speculatie tot wetenschap. Zijn theoretisch kader, ontwikkeld sinds het midden van de jaren zestig, is de basis van onze hedendaagse ideeën over het universum.

Het Big Bang-model beschrijft het universum vanaf de allereerste momenten, bijna 14 miljard jaar geleden, toen het extreem heet en dicht was. Vanaf dat moment, het heelal is aan het uitdijen, groter en kouder worden. amper 400, 000 jaar na de oerknal, het heelal werd transparant en lichtstralen konden door de ruimte reizen. Zelfs vandaag, deze oude straling is overal om ons heen en, erin gecodeerd, veel van de geheimen van het universum zijn verborgen. Met behulp van zijn theoretische tools en berekeningen, James Peebles was in staat om deze sporen vanaf de kinderschoenen van het universum te interpreteren en nieuwe fysieke processen te ontdekken.

De resultaten lieten ons een universum zien waarin slechts vijf procent van de inhoud ervan bekend is, de materie waaruit sterren bestaan, planeten, bomen – en wij. De rest, 95 procent, is onbekende donkere materie en donkere energie. Dit is een mysterie en een uitdaging voor de moderne natuurkunde.

In oktober 1995, Michel Mayor en Didier Queloz kondigden de eerste ontdekking aan van een planeet buiten ons zonnestelsel, een exoplaneet, in een baan om een ​​ster van het zonnetype in ons eigen melkwegstelsel draait, De melkweg. Bij het Observatorium van de Haute-Provence in Zuid-Frankrijk, met behulp van op maat gemaakte instrumenten, ze konden planeet 51 Pegasi b zien, een gasvormige bal vergelijkbaar met de grootste gasreus van het zonnestelsel, Jupiter.

Deze ontdekking begon een revolutie in de astronomie en meer dan 4, Sindsdien zijn er in de Melkweg duizenden exoplaneten gevonden. Er worden nog steeds vreemde nieuwe werelden ontdekt, met een ongelooflijke rijkdom aan maten, vormen en banen. Ze dagen onze vooropgezette ideeën over planetaire systemen uit en dwingen wetenschappers om hun theorieën over de fysieke processen achter het ontstaan ​​van planeten te herzien. Met tal van projecten gepland om te beginnen met zoeken naar exoplaneten, misschien vinden we uiteindelijk een antwoord op de eeuwige vraag of er ergens anders leven is.

De laureaten van dit jaar hebben onze ideeën over de kosmos getransformeerd. Hoewel de theoretische ontdekkingen van James Peebles hebben bijgedragen aan ons begrip van hoe het universum evolueerde na de oerknal, Michel Mayor en Didier Queloz verkenden onze kosmische buurten op jacht naar onbekende planeten. Hun ontdekkingen hebben onze opvattingen over de wereld voor altijd veranderd.


Populair-wetenschappelijke achtergrond

Nieuwe perspectieven op onze plek in het universum

De Nobelprijs voor Natuurkunde 2019 beloont nieuw begrip van de structuur en geschiedenis van het universum, en de eerste ontdekking van een planeet die buiten ons zonnestelsel om een ​​ster van het zonnetype draait. De laureaten van dit jaar hebben bijgedragen aan het beantwoorden van fundamentele vragen over ons bestaan. Wat gebeurde er in de vroege kinderjaren van het heelal en wat gebeurde er daarna? Zouden er daarbuiten nog andere planeten kunnen zijn, om andere zonnen draaien?

James Peebles nam de kosmos over, met zijn miljarden sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels. Zijn theoretisch kader, die hij gedurende twee decennia ontwikkelde, vanaf het midden van de jaren zestig, is de basis van ons moderne begrip van de geschiedenis van het universum, van de oerknal tot heden. Peebles' ontdekkingen hebben geleid tot inzichten over onze kosmische omgeving, waarin bekende materie slechts vijf procent uitmaakt van alle materie en energie in het universum. De overige 95 procent is voor ons verborgen. Dit is een mysterie en een uitdaging voor de moderne natuurkunde.

Michel Mayor en Didier Queloz hebben ons thuisstelsel verkend, De melkweg, op zoek naar onbekende werelden. 1995, deden ze de allereerste ontdekking van een planeet buiten ons zonnestelsel, een exoplaneet, in een baan om een ​​ster van het zonnetype draait. Hun ontdekking daagde onze ideeën over deze vreemde werelden uit en leidde tot een revolutie in de astronomie. De meer dan 4, 000 bekende exoplaneten zijn verrassend in hun rijkdom aan vormen, aangezien de meeste van deze planetenstelsels in niets lijken op de onze, met de zon en haar planeten. Deze ontdekkingen hebben ertoe geleid dat onderzoekers nieuwe theorieën hebben ontwikkeld over de fysieke processen die verantwoordelijk zijn voor de geboorte van planeten.

Oerknalkosmologie begint

De laatste vijf decennia waren een gouden eeuw voor de kosmologie, de studie van de oorsprong en evolutie van het universum. In de jaren 1960, er werd een fundament gelegd dat de kosmologie zou verschuiven van speculatie naar wetenschap. De sleutelpersoon in deze transitie was James Peebles, wiens beslissende ontdekkingen de kosmologie stevig op de wetenschappelijke kaart hebben gezet, verrijking van het hele onderzoeksveld. Zijn eerste boek, Fysische Kosmologie (1971), inspireerde een hele nieuwe generatie natuurkundigen om bij te dragen aan de ontwikkeling van het onderwerp, niet alleen door theoretische overwegingen, maar ook door observaties en metingen. Wetenschap en niets anders zouden de eeuwige vragen beantwoorden over waar we vandaan komen en waar we naartoe gaan; kosmologie werd bevrijd van menselijke concepten zoals geloof en betekenis. Dit weerspiegelt de woorden van Albert Einstein uit het begin van de vorige eeuw, over hoe het mysterie van de wereld haar begrijpelijkheid is.

Het verhaal van het universum, een wetenschappelijk verhaal over de evolutie van de kosmos, is pas de laatste honderd jaar bekend. Voorafgaand hieraan, het universum werd beschouwd als stationair en eeuwig, maar in de jaren twintig ontdekten astronomen dat alle sterrenstelsels van elkaar en van ons weg bewegen. Het universum groeit. We weten nu dat het universum van vandaag anders is dan dat van gisteren en dat het morgen anders zal zijn.

Wat de astronomen aan de hemel zagen, was al voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1916, degene die nu de basis vormt van alle grootschalige berekeningen over het universum. Toen Einstein ontdekte dat de theorie leidde tot de conclusie dat de ruimte uitdijt, hij voegde een constante toe aan zijn vergelijkingen (de kosmologische constante) die de effecten van de zwaartekracht zou compenseren en het universum stil zou doen staan. Ruim een ​​decennium later, nadat de uitdijing van het heelal was waargenomen, deze constante was niet meer nodig. Einstein beschouwde dit als de grootste blunder van zijn leven. Hij wist niet dat de kosmologische constante in de jaren tachtig een prachtige terugkeer naar de kosmologie zou maken, niet in de laatste plaats door de bijdragen van James Peebles.

De eerste stralen van het universum onthullen alles

Door de uitdijing van het heelal was het ooit veel dichter en heter. In het midden van de 20e eeuw, zijn geboorte werd de oerknal genoemd. Niemand weet wat er in het begin is gebeurd, maar het vroege heelal zat vol met een compact, hete en ondoorzichtige deeltjessoep waarin lichte deeltjes, fotonen, gewoon rondgesprongen.

Het duurde bijna 400, 000 jaar voor expansie om deze oersoep af te koelen tot een paar duizend graden Celsius. De oorspronkelijke deeltjes waren in staat om te combineren, het vormen van een transparant gas dat voornamelijk bestond uit waterstof- en heliumatomen. Fotonen begonnen nu vrij te bewegen en licht kon door de ruimte reizen. Deze eerste stralen vullen nog steeds de kosmos. De uitdijing van de ruimte rekte de zichtbare lichtgolven uit, zodat ze in het bereik van onzichtbare microgolven kwamen, met een golflengte van enkele millimeters.

De gloed van de geboorte van het universum werd voor het eerst bij toeval vastgelegd, in 1964, door twee Amerikaanse radioastronomen:de Nobelprijswinnaars Arno Penzias en Robert Wilson uit 1978. Ze konden de constante "ruis" die hun antenne overal in de ruimte oppikte niet kwijtraken, dus zochten ze een verklaring in het werk van andere onderzoekers, waaronder James Peebles, die theoretische berekeningen had gemaakt van deze alomtegenwoordige achtergrondstraling. Na bijna 14 miljard jaar, de temperatuur is gedaald tot bijna het absolute nulpunt (–273°C). De grote doorbraak kwam toen Peebles zich realiseerde dat de temperatuur van de straling informatie zou kunnen geven over hoeveel materie er tijdens de oerknal is ontstaan, en begreep dat het vrijkomen van dit licht een beslissende rol speelde in hoe materie later zou kunnen samenklonteren om de sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels te vormen die we nu in de ruimte zien.

De ontdekking van microgolfstraling luidde het nieuwe tijdperk van de moderne kosmologie in. De oude straling uit de kindertijd van het universum is een goudmijn geworden die de antwoorden bevat op bijna alles wat kosmologen willen weten. Hoe oud is het universum? Wat is zijn lot? Hoeveel materie en energie bestaat er?

Scientists can find traces of the very first moments of the universe in this cold afterglow, tiny variations propagating as soundwaves through that early primordial soup. Without these small variations, the cosmos would have cooled from a hot ball of fire to a cold and uniform emptiness. We know that this did not happen, that space is full of galaxies, often gathered in galaxy clusters. The background radiation is smooth in the same way that the ocean's surface is smooth; the waves are visible close up, ripples that reveal the variations in the early universe.

Time after time, James Peebles has led the interpretation of these fossil traces from the earliest epochs of the universe. With astounding accuracy, cosmologists were able to predict variations in the background radiation and show how they affect the matter and energy in the universe.

The first major observational breakthrough came in April 1992, when principal investigators at the American COBE satellite project presented an image of the first rays of light in the universe (Nobel Prize in Physics 2006 to John Mather and George Smoot). Other satellites, the American WMAP and European Planck, gradually refined this portrait of the young universe. Exactly as predicted, the background radiation's otherwise even temperature varied by one hundred-thousandth of a degree. With increasing precision, the theoretical calculations of the matter and energy contained in the universe were confirmed, with the majority of it, 95 per cent, invisible to us.

Dark matter and dark energy – cosmology's greatest mysteries

Since the 1930s, we have known that all we can see is not all there is. Measurements of galaxies' rotational speeds indicated that they must be held together by gravity from invisible matter, otherwise they would be torn apart. It was also thought that this dark matter played an important role in the origin of galaxies, long before the primordial soup relaxed its hold on the photons.

The composition of dark matter remains one of cosmology's greatest mysteries. Scientists long believed that already-known neutrinos could constitute this dark matter, but the unimaginable numbers of low-mass neutrinos that cross space at almost the speed of light are far too fast to help hold matter together. In plaats daarvan, in 1982, Peebles proposed that heavy and slow particles of cold dark matter could do the job. We are still searching for these unknown particles of cold dark matter, which avoid interacting with already known matter and comprise 26 per cent of the cosmos.

According to Einstein's general theory of relativity, the geometry of space is interconnected with gravity – the more mass and energy the universe contains, the more curved space becomes. At a critical value of mass and energy, the universe does not curve. This type of universe, in which two parallel lines will never cross, is usually called flat. Two other options are a universe with too little matter, which leads to an open universe in which parallel lines eventually diverge, or a closed universe with too much matter, in which parallel lines will ultimately cross.

Measurements of cosmic background radiation, as well as theoretical considerations, provided a clear answer – the universe is flat. Echter, the matter it contains is only enough for 31 per cent of the critical value, of which 5 per cent is ordinary matter and 26 per cent is dark matter. Most of it, 69 per cent, was missing. James Peebles once again provided a radical solution. In 1984, he contributed to reviving Einstein's cosmological constant, which is the energy of empty space. This has been named dark energy and fills 69 per cent of the cosmos. Along with cold dark matter and ordinary matter, it is enough to support the idea of a flat universe.

Dark energy remained just a theory for 14 years, until the universe's accelerating expansion was discovered in 1998 (Nobel Prize in Physics 2011 to Saul Perlmutter, Brian Schmidt and Adam Riess). Something other than matter must be responsible for the increasingly rapid expansion – an unknown dark energy is pushing it. Suddenly, this theoretical addendum became a reality that could be observed in the heavens.

Both dark matter and dark energy are now among the greatest mysteries in cosmology. They only make themselves known through the impact they have on their surroundings – one pulls, the other pushes. Anders, not much is known about them. What secrets are concealed in this dark side of the universe? What new physics is hidden behind the unknown? What else will we discover in our attempts to solve the mysteries of space?

The first planet orbiting another sun

Most cosmologists now agree that the Big Bang model is a true story about the origin and development of the cosmos, despite only five per cent of its matter and energy now being known. This tiny slice of matter eventually clumped together to make everything we see around us – stars, planeten, trees and flowers, and humans too. Are we alone in gazing out on the cosmos? Is there life anywhere else in space, on a planet orbiting another sun? No one knows. But we now know that our Sun is not alone in having planets, and that most of the several hundred billion stars in the Milky Way should also have accompanying planets. Astronomers now know of more than 4, 000 exoplanets. Strange new worlds have been discovered, nothing like our own planetary system. The first was so peculiar that almost no one believed it was true; the planet was too big to be so close to its host star.

Michel Mayor and Didier Queloz announced their sensational discovery at an astronomy conference in Florence, Italië, on 6 October 1995. It was the first planet proven to be orbiting a solar-type star. The planet, 51 Pegasi b, moves rapidly around its star, 51 Pegasi, which is 50 light years from the Earth. It takes four days to complete its orbit, which means that its path is close to the star – only eight million kilometres from it. The star heats the planet to more than 1, 000°C. Things are considerably calmer on Earth, which has a year-long orbit around the Sun at a distance of 150 million kilometres.

The newly discovered planet also turned out to be surprisingly large – a gaseous ball that is comparable to the solar system's biggest gas giant, Jupiter. Compared to the Earth, Jupiter's volume is 1, 300 times greater and it weighs 300 times as much. According to previous ideas about how planetary systems are formed, Jupiter-sized planets should have been created far from their host stars, and consequently take a long time to orbit them. Jupiter takes almost 12 years to complete one circuit of the Sun, so 51 Pegasi b's short orbital period was a complete surprise to exoplanet hunters. They had been looking in the wrong place.

Almost immediately after this revelation, two American astronomers, Paul Butler and Geoffrey Marcy, turned their telescope towards the star 51 Pegasi and were soon able to confirm Mayor and Queloz's revolutionary discovery. Just a few months later they found two new exoplanets orbiting solar-type stars. Their short orbital periods were handy for astronomers who did not need to wait months or years to see an exoplanet orbit its sun. Now they had time to watch the planets take one lap after another.

How had they got so close to the star? The question challenged the existing theory of planetary origins and led to new theories that described how large balls of gas were created at the edges of their solar systems, then spiralled inward towards the host star.

Refined methods led to the discovery

Sophisticated methods are necessary to track an exoplanet – planets do not glow by themselves, they simply reflect the starlight so weakly that their glow is smothered by the bright light of the host star. The method used by research groups to find a planet is called the radial velocity method; it measures the movement of the host star as it is affected by the gravity of its planet. As the planet orbits around its star, the star also moves slightly – they both move around their common centre of gravity. From the observation point on Earth, the star wobbles backwards and forwards in the line of sight.

The speed of this movement, the radial velocity, can be measured using the well-known Doppler effect – light rays from an object moving towards us are bluer and, if the object is moving away from us, the rays are redder. This is the same effect we hear when the sound of an ambulance increases in pitch as it moves towards us and decreases in pitch when the ambulance has passed.

The effect of the planet thus alternately changes the colour of the star's light towards blue or red; it is these alterations in the wavelength of the light that astronomers capture with their instruments. The changes in colour can be precisely determined by measuring the star's light wavelengths, providing a direct measure of its velocity in the line of sight.

The biggest challenge is that the radial velocities are extremely low. Bijvoorbeeld, Jupiter's gravity makes the Sun move at about 12 m/s around the solar system's centre of gravity. The Earth contributes just 0.09 m/s, which places extraordinary demands on the equipment's sensitivity if Earth-like planets are to be discovered. To increase precision, astronomers measure several thousand wavelengths simultaneously. The light is divided into the various wavelengths using a spectrograph, which is at the heart of these measurements.

In the early 1990s, when Didier Queloz started his research career at the University of Geneva, Michel Mayor had already spent many years studying the movement of the stars, constructing his own measuring instruments with the help of other researchers. In 1977, Mayor was able to mount his very first spectrograph on a telescope at the Haute-Provence Observatory, 100 km northeast of Marseille. This allowed a lower limit of velocities around 300 m/s, but this was still too high to see a planet pulling on its star.

Along with the research group, doctoral student Didier Queloz was asked to develop new methods for more precise measurements. They utilised numerous new technologies that made it possible to look rapidly at many stars and analyse the results on site. Optical fibres could carry the starlight to the spectrograph without distorting it and better digital image sensors, CCDs, increased the machine's light sensitivity (Nobel Prize in Physics 2009 to Charles Kao, Willard Boyle and George Smith). More powerful computers allowed scientists to develop custom-made software for digital image and data processing.

When the new spectrograph was finished in the spring of 1994, the necessary velocity sank to 10–15 m/s and the first discovery of an exoplanet was fast approaching. In die tijd, the search for exoplanets was not part of mainstream astronomy, but Mayor and Queloz had decided to announce their discovery. They spent several months refining their results and, in October 1995, they were ready to present their very first planet to the world.

A multitude of worlds is revealed

The first discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star started a revolution in astronomy. Thousands of unknown new worlds have been revealed. New planetary systems are now not only being discovered by telescopes on Earth, but also from satellites. TESS, an American space telescope, is currently scanning more than 200, 000 of the stars closest to us, hunting for Earth-like planets. Eerder, the Kepler Space Telescope had brought rich rewards, finding more than 2, 300 exoplanets.

Along with variations in radial velocity, transit photometry is now used when searching for exoplanets. This method measures changes in the intensity of the star's light when a planet passes in front of it, if this happens in our line of sight. Transit photometry also allows astronomers to observe the exoplanet's atmosphere as light from the star passes it on the way towards Earth. Sometimes both methods can be used; transit photometry provides the size of the exoplanet, while its mass can be determined using the radial velocity method. It is then possible to calculate the exoplanet's density and thus determine its structure.

The exoplanets so far discovered have surprised us with an astounding variety of forms, sizes and orbits. They have challenged our preconceived ideas about planetary systems and forced researchers to revise their theories about the physical processes responsible for the birth of planets. With numerous projects planned to start searching for exoplanets, we may eventually find an answer to the eternal question of whether other life is out there.

This year's Laureates have transformed our ideas about the cosmos. While James Peebles' theoretical discoveries contributed to our understanding of how the universe evolved after the Big Bang, Michel Mayor and Didier Queloz explored our cosmic neighbourhoods on the hunt for unknown planets. Their discoveries have forever changed our conceptions of the world.

© 2019 AFP