Nově objevené exoplanety kolem Barnardovy hvězdy odhodlají dlouhodobý astronomický úkol

Nově objevené exoplanety kolem Barnardovy hvězdy odhodlají dlouhodobý astronomický úkol

Podle Tom Metcalfe editoval Lee Billings

Astronomové potvrdili existenci čtyř malých planet kolem Barnardovy hvězdy, jedné z nejbližších a možná nejznámějších sousedních hvězd Země.

Nové objevy ověřují a Studie v loňském roce To naznačovalo, že Barnardova hvězda byla obíhána alespoň jednou planetou; Světy byly objeveny pomocí metody radiální rychlosti, která může detekovat jinak skryté exoplanety prostřednictvím jemného kolísání, že jejich orbitální tahání způsobuje pohyby jejich hostitelských hvězd. Frekvence tohoto hvězdného kolísání odhaluje orbitální období a vzdálenost exoplanetu od její hvězdy a její síla poskytuje odhad mše neviditelného světa.

Pozorování naznačují, že každá ze čtyř planet kolem Barnardovy hvězdy je mnohem menší než Země – mezi 20 procenty a 30 procenty své hmoty. To znamená, že jsou pravděpodobně skalnaté, jako vnitřní planety naší sluneční soustavy. Všichni však obíhají tak úzce k Barnardově hvězdě, že by byli na celý život příliš horké, jak to známe.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

Kromě jejich těsné blízkosti Země jsou tyto světy také pozoruhodné tím, že jsou mezi nejmenšími, ale nalezenou metodou radiální rychlosti. V posledních letech: „Nástroje se rozrostly, aby poskytly bezprecedentní přesnost v radiálních rychlostech,“ říká astrofyzik Ritvik Basantdoktorský student na University of Chicago a vedoucí autor studie v Astrofyzikální dopisy To potvrzuje exoplanety.

Vědci používají Maroon-X Spectrograph Na severním dalekohledu Gemini na Havaji hledal kolísání radiální rychlosti exoplanet kolem blízkých hvězd. „Bereme data za poslední tři roky,“ říká Basant.

Barnardova hvězda, která byla objevena v roce 1916 americkým astronomem Edwardem Emersonem Barnardem, je malý a pomalu hořící červený trpaslík klasifikovaný astronomové jako hvězda typu M. Je to asi šest světelných let daleko, ale má jen asi 15 procent hmoty našeho slunce; Díky tomu je velmi slabý navzdory jeho blízké vůči naší sluneční soustavě a na obloze to nelze vidět na obloze.

Po jeho objevu, příště Barnardova hvězda byla v titulcích v roce 1963, když holandský astronom Peter Van de Kamp prohlásil, že našel důkaz, že byla obíhána planetou s asi 1,6násobkem hmoty Jupiteru. V té době nebyly potvrzeny žádné exoplanety, takže oznámení Van de Kamp bylo důležitou událostí. Van de Kamp pozoroval Barnardovu hvězdu více než čtvrt století před svým oznámením a tvrdil, že viděl periodickou poruchu v pohybech hvězdy, která byla způsobena oběžnou planetou. Následující studie ukázaly, že tyto příznaky „planety“ Van de Kamp ve skutečnosti pocházely z menších prostorových posunů komponent v jeho dalekohledu způsobené jejich příležitostnou údržbou. Debunking vrhal stín nad lovením planety po generace, ale Van de Kamp přesto prosazoval svůj „objev“ po mnoho let až do své smrti v roce 1995.

Nejnovější nálezy kolem Barnardovy hvězdy mají s touto dřívější ságou málo společného – další než posílení toho, jak by tato historická epizoda měla být považována za varovný příběh. Ale stanovili nový měřítko pro detekci malých exoplanet kolem blízkých hvězd, říká Basant. Pozorování naznačují, že planety oběžné dráhy Barnardovy hvězdy v rovině téměř na Zemi. Nicméně neprocházejí přímo před hvězdou, jak je vidět z naší planety, – jako jsou tranzity by byly užitečné pro stanovení přesné velikosti každého světa a dokonce i podrobnosti o jeho atmosférickém složení. Přesto je Barnardova hvězda tak blízko, že je možné pořídit své fotografie v obtížném procesu zvaném „přímé zobrazování“, který zahrnuje blotování většiny světla hvězdy, aby bylo možné vidět daleko slabší světlo z jakýchkoli doprovodných planet.

Pozorování také naznačuje, že všechny čtyři planety obíhají jen pár milionů mil od Barnardovy hvězdy-mnohem blíž než průměrná vzdálenost Merkuru od našeho slunce. Nejbližší zipy kolem zcela za pouhých dva a půl dne zemní ve vzdálenosti zhruba 1,7 milionu mil, zatímco nejvzdálenější oběžné dráhy za méně než sedm dní ve vzdálenosti asi 3,5 milionu mil.

Podobné kompaktní systémy malých planet byly detekovány kolem mnoha dalších hvězdných červených trpaslíků, které jsou nejběžnějšími hvězdami ve vesmíru, říká planeta Rice University Planetary Scientist André Izidorokterý se do studie nezúčastnil. Izidoro a jeho kolega z Rice University Sho Shibata použili data exoplanetu z NASA Kepler Space Telescope Vytvoření aktualizovaného modelu planetární formace, který může odpovídat za tyto menší hvězdné systémy. Jejich nový model, který byl také nedávno publikován v Astrofyzikální dopisyNavrhuje, aby menší planety většinou vyplynuly z dopadů na prsteny trosek, které z vířivých disků plynu a prachu, které obklopují rodící se hvězdy, zatímco větší planety se obvykle rodí dále z hvězdy, kde chladnější teploty nabízejí hojnější zmrazený materiál pro budování světa.

V případě Barnardovy hvězdy Izidoro říká, že je pravděpodobné, že se čtyři planety vytvořily dále, než jsou nyní, ale migrovaly dovnitř kvůli gravitačním interakcím s protoplanetárním disku, ze kterého se poprvé objevily. Je stále možné, že jiné skalnaté planety mohou číhat neobjevené kolem Barnardovy hvězdy ve vzdálenějších drahách, říká, kde by podmínky byly chladnější a možná dokonce vhodné pro život.