Astronomowie ujawnili nowe dowody na to, że nie jedna, a cztery małe planety krążą wokół Gwiazdy Barnarda, drugiego pod względem odległości od Ziemi układu gwiezdnego.
Cztery egzoplanety, z których każda ma masę od 20 do 30% masy Ziemi, znajdują się tak blisko swojej macierzystej gwiazdy, że okrążają ją w ciągu kilku dni. Prawdopodobnie oznacza to, że są one zbyt gorące, aby nadawały się do zamieszkania, ale znalezisko to stanowi nowy punkt odniesienia dla odkrywania mniejszych planet wokół pobliskich gwiazd.
To naprawdę ekscytujące odkrycie – Gwiazda Barnarda jest naszym kosmicznym sąsiadem, a mimo to wiemy o niej tak niewiele – powiedział Ritvik Basant, doktorant na Uniwersytecie w Chicago i pierwszy autor artykułu. Sygnalizuje to przełom dzięki precyzji tych nowych instrumentów z poprzednich generacji.
Odkrycie to dodaje wagi listopadowym badaniom przeprowadzonym przez zespół korzystający z innego teleskopu, który znalazł silne dowody na istnienie jednej planety wokół Gwiazdy Barnarda i wskazówki dotyczące innych.
Chybotanie gwiazdy
Od stu lat astronomowie badają Gwiazdę Barnarda w nadziei na znalezienie wokół niej planet. Po raz pierwszy odkryta przez E. E. Barnarda w Obserwatorium Yerkes w 1916 roku, jest najbliższym układem, który ma taką samą konfigurację jak my – tj. z tylko jedną gwiazdą. (Absolutnie najbliższy nam układ gwiezdny, Proxima Centauri, ma trzy gwiazdy krążące wokół siebie, co zmienia dynamikę formowania się planet i orbit).
Gwiazda Barnarda to karzeł typu M. Gwiazdy te są niezwykle liczne we Wszechświecie. Naukowcy chcieliby zatem dowiedzieć się więcej o tym, jakie planety one goszczą.
Problem polega na tym, że te odległe planety są zbyt małe, aby można je było dostrzec w blasku ich gwiazd, nawet za pomocą naszych najpotężniejszych teleskopów. Oznacza to, że naukowcy musieli wykazać się kreatywnością w ich poszukiwaniu.
Jednym z takich przedsięwzięć był projekt prowadzony przez profesora Jacoba Beana z Uniwersytetu w Chicago, którego zespół stworzył i zainstalował instrument o nazwie MAROON-X, który jest przymocowany do teleskopu Gemini na szczycie góry na Hawajach i zaprojektowany specjalnie do poszukiwania odległych planet.
Ponieważ gwiazdy są o wiele jaśniejsze niż ich planety, łatwiej jest szukać efektów, jakie planety wywierają na swoje gwiazdy – podobnie jak monitorowanie wiatru poprzez obserwacje ruchu flagi.
MAROON-X szuka jednego z takich efektów: grawitacja każdej planety nieznacznie wpływa na pozycję gwiazdy, co oznacza, że gwiazda wydaje się chwiać w przód i w tył. MAROON-X mierzy barwę światła tak precyzyjnie, że może wychwycić te drobne przesunięcia, a nawet rozróżnić liczbę i masy planet, które muszą krążyć wokół gwiazdy, aby wywołać ten efekt.
Basant, Bean i zespół rygorystycznie skalibrowali i przeanalizowali dane zebrane podczas 112 różnych nocy w ciągu trzech lat. Znaleźli solidne dowody na istnienie trzech planet wokół Gwiazdy Barnarda.
Kiedy zespół połączył swoje odkrycia z danymi z listopadowego eksperymentu przeprowadzonego przez inny zespół, który został wykonany przez instrument o nazwie ESPRESSO, znajdujący się na Bardzo Dużym Teleskopie w Chile, zobaczyli dobre dowody na istnienie czwartej planety.
Naukowcy stwierdzili, że planety te są prawdopodobnie planetami skalistymi, a nie gazowymi, jak Jowisz. Trudno będzie to ustalić z całą pewnością: kąt, pod jakim widzimy je z Ziemi, oznacza, że nie możemy obserwować, jak przechodzą przed swoją gwiazdą, co jest typową metodą sprawdzania, czy planeta jest skalista. Ale zbierając informacje o podobnych planetach wokół innych gwiazd, możemy lepiej odgadnąć ich skład.
Zespół był jednak w stanie z dość dużą dozą pewności wykluczyć istnienie planet w ekosferze wokół Gwiazdy Barnarda.
Gwiazda Barnarda została nazwana wielkim białym wielorybem dla łowców planet; w ciągu ostatniego stulecia kilkakrotnie grupy naukowców ogłaszały dowody sugerujące istnienie planet wokół Gwiazdy Barnarda, które później były obalane.
Jednak te najnowsze odkrycia, niezależnie potwierdzone w dwóch różnych badaniach za pomocą różnych instrumentów, oznaczają znacznie większy stopień pewności niż jakiekolwiek poprzednie wyniki.
Obserwowaliśmy o różnych porach nocy i w różne dni. Oni są w Chile, a my na Hawajach. Nasze zespoły w ogóle ze sobą nie współpracowały – powiedział Basant. To daje nam dużą pewność, że nie są to fantomy w danych.
Są to jedne z najmniejszych planet, jakie dotychczas odkryto tą techniką obserwacyjną. Naukowcy mają nadzieję, że zapoczątkuje to nową erę znajdowania coraz większej liczby planet we Wszechświecie.
Większość planet skalistych, które do tej pory znaleźliśmy, jest znacznie większa od Ziemi i wydaje się, że są dość podobne w całej Galaktyce. Istnieją jednak powody, by sądzić, że mniejsze planety mają bardziej zróżnicowany skład. Odnajdując ich coraz więcej, możemy zacząć uzyskiwać więcej informacji na temat tego, jak formują się te planety – i co sprawia, że mogą one być zdatne do zamieszkania.
Naukowcy stwierdzili, że samo znalezisko również było ekscytujące.
Pracowaliśmy nad tymi danymi bardzo intensywnie pod koniec grudnia i cały czas o tym myślałem – powiedział Bean. To było tak, jakbyśmy nagle wiedzieli coś, czego nikt inny nie wie o Wszechświecie. Nie mogliśmy się doczekać, by ujawnić ten sekret.
Wiele z tego, co robimy, może być stopniowe i z czasem trudno jest zobaczyć szerszy obraz – powiedział. Ale znaleźliśmy coś, co, miejmy nadzieję, ludzkość będzie znać na zawsze. To poczucie odkrycia jest niesamowite.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Uniwersytet w Chicago
