Druhý nejbližší hvězdný systém na Zemi je jedním z nejintenzivněji studovaných cílů v galaxii. Astronomové měřili nepatrné charakteristiky hvězdy po celá desetiletí, hledali známky obíhajících planet a během let se tu a tam objevovaly náznaky možného světa, který by hvězdu zatáhl - ale nic nebylo nikdy považováno za přesvědčivé.
Nyní však astronomové konečně odhalili silné signály, že Barnardova hvězda, vzdálená jen asi šest světelných let, má kolem sebe jednu nebo více planet.
Tým vědců z exoplanetové lovecké instituce Red Dots dnes zveřejnil studii Nature, která shromažďuje více než 20 let pozorování hvězdy. Práce vytáhla docela neobvyklého planetárního kandidáta: super chladnou planetu, asi 3, 2krát větší než Země, která obíhá svou hvězdu každých 233 dní.
Umělec dojem Barnardovy hvězdy planety pod oranžovým tónovaným světlem z hvězdy. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Barnardova hvězda, malý červený trpaslík, je již dlouho hlavním cílem lovu planety. Od roku 1963 do roku 1972 byla tato hvězda široce považována za hostitele jednoho nebo více plynných obrů, což odpovídalo za některé z nejranějších mimosoudních požadavků na planetu, které získaly rozšířenou pozornost. „Planety“ však nakonec nebyly ničím jiným než instrumentálním problémem s Sproul Observatory v Swarthmoru v Pensylvánii, jehož režisér Peter van de Kamp nejprve tvrdil o existenci planet kolem hvězdy.
Od té doby však lovec planet po lovci planet zaměřil své dalekohledy na hvězdu, aby zjistil, že je něco neobvyklého. Ačkoli Barnardova hvězda je druhým nejbližším hvězdným systémem na Zemi - po třech hvězdách systému Alpha Centauri - astronomové i nadále přicházeli s prázdnou rukou, dokud nebylo možné získat mnoho let dat.
Nyní je tato studená Super-Země druhým nejbližším známým exoplanetem Země po Proxima Centaur b.
"Nakonec věříme, že je tu objekt dostatečně pevně, " říká Ignasi Ribas z Institutu de Ciències de l'Espai a hlavní autor článku. "Vždy musíme zůstat trochu opatrní a samozřejmě by o to mělo více údajů posílit, ale byli jsme si jisti, že jsme byli ochotni pokračovat v publikaci."
Část výzvy k nalezení planety pochází z metody, kterou astronomové použili: radiální rychlost (RV). Metoda radiální rychlosti hledá gravitační změny, když planeta tlačí nebo táhne svou hvězdu. Tato metoda je skvělá pro nalezení velkých planet a byla účinně použita k nalezení menších blízkých planet, jako je Proxima Centauri b - ale pro nalezení malých, vzdálených planet je to úplně jiná záležitost.
Barnardova hvězda b, jak je známá nová planeta, způsobuje změnu radiální rychlosti hvězdy pouze o 1, 2 metru za sekundu. První planety objevené metodou RV způsobily změny 13 metrů za sekundu, díky čemuž byl tento signál menší než 10 procent síly jiných úspěšných nálezů.
Cullen Blake, profesor pennsylvánské univerzity, který se studie nezúčastnil, říká, že některá data RV mohla být potenciálně zmatena hvězdnou aktivitou hvězdy. Pouhé množství pozorování nicméně vytváří docela přesvědčivý případ, že planeta existuje.
"Vypadá to, že existuje nějaký podstatný hluk, pokud jde o hvězdnou aktivitu, kterou vymodelovali, " říká. "[Kandidát] je velmi silný, pokud jde o statistický význam."
První náznaky, že tam byla Barnardova planeta, byly v roce 2015, kdy se jeden ze spoluautorů článku, Mikko Tuomi, podíval na existující údaje o radiální rychlosti od hvězdy a zjistil, že se něco mění podle 233denního období. V té době nebyl případ planetárního objektu (místo nějakého druhu činnosti, který je vlastní hvězdě) dostatečně silný, aby se postavil na vlastní pěst.
Ribas a jeho tým použili 800 různých pozorování Barnardovy hvězdy k potlačení nejistoty, že planeta existuje. Po přečtení dat za desetiletí se zdá, že existence Barnardovy hvězdy b je docela jistá - ačkoli stále opatrný tým Red Dots to stále nazývá kandidátem na planetu.
Grafické znázornění relativních vzdáleností k nejbližším hvězdám od slunce. Barnardova hvězda je druhým nejbližším hvězdným systémem a nejbližší jedinou hvězdou k nám. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) A vědci také našli v datech něco jiného: slabý důkaz o jiné planetě, která by byla známá jako Barnardova hvězda c. Odhaduje se, že tato strašidelná druhá planeta v systému, pokud existuje, má dlouhé orbitální období a kolem Neptunovy mše. Existenci plynové planety je ještě těžší dokázat, protože její desetileté období znamená slabší signál. Je však třeba poznamenat, že měření uvádějí planetu do podobného období jako tvrdí van de Kamp v 60. letech.
Van de Kamp si myslel, že viděl alespoň dvě planety, jednu za 12 let a jednu za 25 let na oběžné dráze, obě kolem Jupiteru. Stopy pocházely z astrometrických signálů, které kvůli vlivu neviditelné planety hledaly odchylku v cestě hvězdy od osy.
Na druhou stranu se zdá, že nový signál naznačuje něco o 15 hmotách Země, což pravděpodobně neukáže znatelný astrometrický signál ze Země. (Nový dokument uvádí, že Gaia, kosmická astronomická observatoř, by mohla být schopna potvrdit planetu.) Kvůli své velikosti planeta činí asi 3 až 4 metry za sekundu radiální změnu rychlosti - silnější než ostatní planetární kandidáti, ale bez pouhého počtu pozorování vyloučit alternativní vysvětlení.
"Netvrdíme, že to nějakým způsobem souvisí s astrometrickými planetami van de Kamp, " říká Ribas. Poznamenává však, že je to zajímavá náhoda. "Vidíme nějaké variace." Je známo, že hvězdy vykazují cykly aktivity, takže by to mohl být cyklus hvězdné aktivity [spíše než planety]. “
233denní období pro sněhový svět, Barnardova hvězda b, je daleko za obyvatelnou zónou její hvězdy. I když je planeta blíže ke své hvězdě než Země ke slunci, Barnardova hvězda je ve srovnání s ní velmi malá a chladná. Planeta obíhá v oblasti známé jako „sněhová čára“, kde skalnatá těla mají tendenci ustoupit ledovým tělesům. Dokument také říká, že neexistuje žádný důkaz o hmotě kolem Země v obyvatelné zóně Barnardovy hvězdy - ačkoli nebyly vyloučeny objekty z masy Marsu.
Ale i když je tento svět na život příliš chladný, jak jej známe, znamená to zajímavý objev, protože planeta je mnohem dále od své hostitelské hvězdy než jiné planety, které našly obíhající malé červené trpaslíky (například Proxima Centauri b, která má pouze 11 dní). Z pohledu průzkumu je planeta blíž než jakákoli jiná známá exoplaneta, kromě jedné, a za 10 000 let se Barnardova hvězda skutečně nastěhovala, aby se stala nejbližší hvězdou našeho slunce. Fyzici již přemýšlejí o možných způsobech spuštění miniaturní sondy do Proxima Centauri b, vzdálené asi 4, 2 světelných let - av budoucnu by se Barnardova hvězda b mohla stát dalším cílem.
"Mám pocit, že tyto věci jsou pravděpodobně docela běžné, ale jejich extrahování je mnohem těžší, " říká Blake o vzdálených malých, dlouhodobých planetách, jako je Barnardova hvězda b. "Myslím, že bude více podobných kampaní."
