NAUKA I EDUKACJA
Wokół Gwiazdy Barnarda orbituje planeta typu superziemia [WIDEO]
Kampania Red Dots uzyskała niezbite dowody na istnienie egzoplanety wokół najbliższej względem Słońca gwiazdy pojedynczej. Najbliższa pojedyncza gwiazda względem Słońca posiada egzoplanetę o masie co najmniej 3,2 masy Ziemi – tzw. superziemię. Jedna z największych kampanii obserwacyjnych korzystających z danych z wielu teleskopów na świecie, w tym z należącego do ESO instrumentu HARPS, ujawniła istnienie tego mroźnego, słabo oświetlonego świata. Nowo odkryta planeta jest drugą najbliższą egzoplanetą względem Ziemi. Gwiazda Barnarda to najszybciej poruszająca się po nocnym niebie gwiazda.
Na orbicie wokół Gwiazdy Barnarda wykryto planetę. Znajduje się w odległości jedynie 6 lat świetlnych od nas. To przełomowe odkrycie – ogłoszone w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature – jest wynikiem projektów Red Dots i CARMENES, które poszukiwania skalistych planet doprowadziły już do odkrycia nowego świata na orbicie wokół naszej najbliższej gwiezdnej sąsiadki, Proximy Centauri.
Planeta, oznaczona jako Gwiazda Barnarda b, stała się drugą znaną egzoplanetą w stosunku do Ziemi pod względem odległości. Zebrane dane wskazują, że planeta może być superziemią o masie co najmniej 3,2 razy większej niż Ziemia. Okrąża swoją gwiazdę co prawie 233 dni. Sama Gwiazda Barnarda to czerwony karzeł, chłodna, małomasywna gwiazda, która słabo rozświetla nowo odkryty świat. Światło od Gwiazdy Barnarda dostarcza do planety zaledwie 2% energii, którą Ziemia otrzymuje od Słońca.
Pomimo tego, iż jest względnie blisko swojej gwiazdy – w odległości zaledwie 0,4 dystansu Ziemia-Słońce – egzoplaneta leży blisko linii śniegu, czyli obszaru na tyle oddalonego od gwiazdy, gdzie lotne substancje, takie jak woda, przechodzą w stan stały (lód). Ten mroźny, ciemny świat może mieć temperaturę –170 stopni C, co czyni go niegościnnym dla życia takiego jakie znamy.
Gwiazda Barnarda, nazwana od astronoma E. E. Barnarda, jest najbliższą pojedynczą sąsiadką Słońca. O ile sama gwiazda jest stara – ma prawdopodobnie dwa razy tyle lat co Słońce – i względnie nieaktywna, to oprócz tego cechuje się najszybszym obserwowanym ruchem wśród gwiazd nocnego nieba. Gwiazda Barnarda pokonuje na nieboskłonie dystans odpowiadający średnicy tarczy Księżyca w ciągu 180 lat
Superziemie to najpowszechniejszy typ planet, które tworzą się wokół małomasywnych gwiazd, takich jak Gwiazda Barnarda, co dodaje wiarygodności nowo odkrytej kandydatce na planetę. Co więcej, obecne teorie na temat powstawania planet przewidują, że linia śniegu jest idealna lokalizacją na uformowanie się takich planet.
Wcześniejsze poszukiwania planet wokół Gwiazdy Barnarda miały rozczarowujące wyniki – najnowszy przełom był możliwy dzięki połączeniu pomiarów z kilku bardzo precyzyjnych instrumentów pracujących na teleskopach na całym świecie.
„Po bardzo starannej analizie, jesteśmy pewni na 99%, że planeta się tam znajduje” stwierdził kierownik zespołu, Ignasi Ribas (Institute of Space Studies of Catalonia oraz Institute of Space Sciences, CSIC w Hiszpanii). „Jednak będzie kontynuować obserwacje tej szybko poruszającej się gwiazdy, aby wykluczyć możliwe, aczkolwiek mało prawdopodobne, naturalne zmiany jasności gwiazdy, które udawałyby obecność planety.”
Wśród użytych instrumentów był należący do ESO, słynny łowca planet HARPS oraz spektrograf UVES. „HARPS odegrał kluczową rolę w projekcie. Połączyliśmy archiwalne dane od innych zespołów, z nowymi, nakładającymi się pomiarami Gwiazdy Barnarda z innych urządzeń” skomentował Guillem Anglada Escudé (Queen Mary University of London), współkierownik zespołu odpowiedzialnego za ten wynik. „Kombinacja wielu instrumentów była kluczowa dla sprawdzenia wyników.”
Astronomowie wykorzystali efekt Dopplera do odkrycia kandydatki na egzoplanetę. Gdy planeta okrąża gwiazdę, jej grawitacyjne oddziaływanie powoduje, że gwiazda się „kołysze”. Gdy gwiazda oddala się od Ziemi, jej widmo przesuwa się w stronę czerwoną, czyli w stronę fal dłuższych. Z kolei światło gwiazdy jest przesunięte w stronę krótszych, bardziej niebieskich fal, gdy gwiazda zbliża się do Ziemi.
Astronomowie używają tego efektu do mierzenia zmian prędkości gwiazdy spowodowanych orbitującą egzoplanetę – z oszałamiającą dokładnością. HARPS może wykrywać zmiany w prędkości gwiazdy na poziomie 3,5 km/h – czy tempa spaceru człowieka. To podejście do poszukiwań egzoplanet jest znane jako metoda prędkości radialnych, ale nigdy wcześniej nie było użyte do wykrycia podobnej planety typu superziemia na tak rozległej orbicie wokół gwiazdy.
“Wykorzystaliśmy obserwacje z siedmiu różnych instrumentów, obejmujące pomiary na przestrzeni 20 lat, co powoduje, że jest to jeden z największych zestawów danych użytych kiedykolwiek do precyzyjnych analiz prędkości radialnych” wyjaśnił Ribas. „Połączenie wszystkich danych dało razem 771 pomiarów – olbrzymia ilość informacji!”
“Wszyscy bardzo ciężko pracowaliśmy nad tym przełomowym odkryciem” podsumował Anglada-Escudé. „Jest ono wynikiem wielkiej współpracy zorganizowanej w ramach projektu Red Dots, która obejmowała wkład od zespół naukowców z całego świata. Kolejne obserwacje są aktualnie prowadzone w różnych obserwatoriach na świecie.”
Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. „A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star” opublikowanym 15 listopada w czasopiśmie „Nature”.
Źródło: ESO