Drugi najbližji zvezdni sistem na Zemlji je ena najintenzivneje preučenih tarč v galaksiji. Astronomi že desetletja merijo majhne značilnosti zvezde in iščejo znake krožišča planetov, skozi leta pa so se tu in tam nabirali namigi o možnem svetovnem trganju zvezde - vendar se nikdar ni šlo za nič dokončnega.
Zdaj pa so astronomi končno razkrili močne znake, da ima Barnardova zvezda, ki je oddaljena le približno šest svetlobnih let, okoli nje en krog ali več planetov.
Skupina raziskovalcev eksoplanetne lovske ustanove Red Dots je danes objavila študijo Nature, ki zbira več kot 20 let opazovanja zvezde. Delo je naredilo precej nenavadnega planetarnega kandidata: super hladen planet, približno 3, 2-kratnik mase Zemlje, ki kroži svojo zvezdo vsakih 233 dni.
Umetnikov vtis o Barnardovem planetu Zvezde pod oranžno zatemnjeno svetlobo zvezde. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Barnardova zvezda, majhen rdeči pritlikavec, je že dolgo glavna tarča lova na planete. Od leta 1963 do 1972 je veljalo, da je zvezda gostila enega ali več plinskih velikanov, kar je predstavljalo nekatere najzgodnejše trditve ekstrasolarnega planeta, ki so bile deležne široke pozornosti. "Planeti" pa so na koncu postali samo težava z instrumentacijo v Observatoriju Sproul v Swarthmoreu v Pensilvaniji, čigar direktor Peter van de Kamp je prvi zatrdil obstoj planetov okoli zvezde.
Od tega časa pa so lovci na planete za lovcem na planete svoje teleskope usmerili proti zvezdi zaradi znakov česar koli nenavadnega. Čeprav je Barnardova zvezda drugi najbližji zvezdni sistem na Zemlji - po treh zvezdah sistema Alpha Centauri - so astronomi še naprej prihajali praznih rok, dokler ni bilo mogoče pridobiti dolgoletnih podatkov.
Zdaj je ta hladna Super-Zemlja drugi najbolj znani eksoplanet Zemlji po Proximi Centaur b.
"Na koncu verjamemo, da je predmet tam dovolj trden, " pravi Ignasi Ribas z Institut de Ciències de l'Espai in glavni avtor prispevka. "Vedno moramo biti nekoliko previdni, seveda pa bi morali več podatkov okrepiti, vendar smo bili prepričani, da smo pripravljeni nadaljevati z objavo."
Del izziva iskanja planeta izvira iz metode, ki so jo uporabili astronomi: radialna hitrost (RV). Metoda radialne hitrosti išče gravitacijske spremembe, ko planet pritiska na svojo zvezdo. Metoda je odlična za iskanje velikih planetov in se učinkovito uporablja za iskanje manjših bližnjih planetov, kot je Proxima Centauri b - toda za iskanje majhnih, oddaljenih planetov je povsem druga stvar.
Barnardova zvezda b, kot je nov planet znan, povzroči le 1, 2 metra na sekundo spremembo radialne hitrosti svoje zvezde. Prvi planeti, odkriti z metodo RV, so povzročili 13 metrov na sekundo sprememb, zaradi česar je bil ta signal manjši od 10 odstotkov moči drugih uspešnih najdb.
Cullen Blake, profesor z univerze v Pensilvaniji, ki ni bil vključen v raziskavo, pravi, da bi nekatere podatke RV potencialno lahko zabrisali zvezdna aktivnost od zvezde. Toda kljub temu veliko število opazovanj ustvarja dokaj prepričljiv primer, da je planet tam.
"Zdi se, kot da je nekaj velikega hrupa v zvezi z zvezdnimi aktivnostmi, ki so ga oblikovali, " pravi. "[Kandidat] je zelo močan v smislu statističnega pomena."
Prvi namigi, da je bil Barnardov planet tam, so prišli leta 2015, ko je eden od soavtorja prispevka Mikko Tuomi pogledal obstoječe podatke o radialni hitrosti zvezde in ugotovil, da se nekaj spreminja glede na obdobje 233 dni. Takrat primer planetarnega predmeta (namesto neke vrste lastnosti, ki je značilna za zvezdo) ni bil dovolj močan, da bi stal sam.
Ribas in njegova ekipa so uporabili 800 različnih opazovanj Barnardove zvezde, da bi zmanjšali negotovost, da planet obstaja. Po krčenju številnih desetletij vrednih podatkov se zdi obstoj Barnardove Zvezde b precej dober - čeprav vedno previdna ekipa Red Dots še vedno imenuje kandidata za planet.
Grafični prikaz relativnih razdalj do najbližjih zvezd od sonca. Barnardova zvezda je drugi najbližji zvezdni sistem in nam najbližja enojna zvezda. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) In raziskovalci so v podatkih našli tudi nekaj drugega: slabe dokaze o drugem planetu, ki bi bil znan kot Barnardova zvezda c. Ocenjuje se, da ima ta srhljiv drugi planet v sistemu, če obstaja, dolgo orbitalno obdobje in približno maso Neptuna. Obstoj plinskega planeta je še težje dokazati, saj njegovo desetletno obdobje pomeni, da daje šibkejši signal. Vendar je treba omeniti, da meritve postavljajo planet v podobno obdobje kot trditve van de Kampa v šestdesetih letih prejšnjega stoletja.
Van de Kamp je menil, da je videl vsaj dva planeta, enega v 12-letni in enega na 25-letni orbiti, oba okoli mase Jupitra. Namigi so prihajali iz astrometričnih signalov, ki zaradi vpliva nevidnega planeta iščejo odstopanje na poti zvezde od središčne črte.
Nasprotno pa novi signal kaže na približno 15 zemeljskih mas, kar verjetno ne bo pokazalo opaznega astrometričnega signala z Zemlje. (Novi dokument omenja, da bi Gaia, vesoljska opazovalnica za astronomijo, lahko potrdila planet.) Zaradi svoje velikosti planet naredi približno 3 do 4 metre na spremembo radialne hitrosti - močnejši od drugega planetarnega kandidata, vendar brez samega števila opažanj, da bi izključili nadomestno razlago.
"Ne trdimo, da je to kakorkoli povezano z astrometričnimi planeti van de Kamp, " pravi Ribas. Vendar opaža, da gre za zanimivo naključje. "Vidimo nekaj sprememb. Znano je, da zvezde prikazujejo cikle aktivnosti, zato je to morda krog zvezdnih aktivnosti [namesto planeta]. "
233-dnevno obdobje za snežni svet, Barnardova zvezda b, je daleč zunaj območja nastanitve svoje zvezde. Čeprav je planet bližje svoji zvezdi kot Zemlji soncu, je Barnardova zvezda v primerjavi s tem zelo majhna in hladna. Planet kroži na območju, ki ga poznamo kot „snežna črta“, kjer se skalna telesa ponavadi predajo bolj svetlemu telesu. V prispevku je tudi zapisano, da ni nobenega dokaza o množici Zemlje znotraj območja bivanja Barnardove zvezde - čeprav predmetov, ki jih povzročajo Marsove mase, ni izključeno.
A četudi je ta svet prehladen za življenje, kot ga poznamo, pomeni intrigantno odkritje, saj je planet veliko bolj oddaljen od svoje gostiteljske zvezde, kot so ga našli drugi planeti v orbiti majhnih rdečih palčkov (na primer Proxima Centauri b, ki ima obdobje samo 11 dni). Z vidika raziskovanja je planet bližje kot kateri koli znani eksoplanet, razen čez 10.000 let se bo Barnardova zvezda dejansko preselila, da bi postala najbližja zvezda našemu soncu. Fiziki že razmišljajo o možnih načinih zaganjanja miniaturne sonde v Proxima Centauri b, približno 4, 2 svetlobna leta - in v prihodnosti bi Barnardova zvezda b lahko postala še ena tarča.
"Moj občutek je, da so te stvari verjetno dokaj pogoste, vendar jih je ekstrahirati le veliko težje, " pravi Blake o oddaljenih, majhnih planetih dolgega obdobja, kot je Barnardova zvezda b. "Mislim, da bo takšnih kampanj še več."
