Втората най-близка до Земята звездна система е една от най-интензивно изследваните цели в галактиката. Астрономите измерват незначителни характеристики на звездата от десетилетия, търсейки признаци на орбитални планети и през годините тук-там се събират намеци за евентуално светене на света върху звездата - но нищо никога не се е считало за окончателно.
Сега обаче астрономите най-накрая разкриха силни признаци, че звездата на Барнард, само на около шест светлинни години, има една или повече планети около нея.
Екип изследователи от институцията за лов на екзопланети Red Dots публикува днес проучване в Nature, което събира повече от 20 години наблюдения на звездата. Работата очерта доста необичаен планетен кандидат: супер студена планета, около 3, 2 пъти по-голяма от масата на Земята, която обикаля звездата си на всеки 233 дни.
Впечатление на художника от планетата на звездата на Барнард под оранжевата тонирана светлина от звездата. (IEEC / Science-Wave - Гилем Рамиза) Звездата на Барнард, малко червено джудже, отдавна е основна цел за лов на планета. От 1963 до 1972 г. се смята, че звездата е домакин на един или повече газови гиганти, което представлява някои от най-ранните твърдения за екстрасоларна планета, които са получили широко внимание. „Планетите“ обаче в крайна сметка не са нищо повече от проблем с инструментариума в Обсерваторията на Спроул в Суортмор, Пенсилвания, чийто директор Питър ван де Камп за първи път твърди съществуването на планети около звездата.
От онова време обаче ловецът на планета след ловец на планета насочи телескопите си към звездата за признаци на нещо необикновено. Въпреки че звездата на Барнард е втората най-близка звездна система на Земята - след трите звезди на системата Алфа Кентавър - астрономите продължиха да излизат с празни ръце, докато не можеха да се получат много години данни.
Сега тази студена Супер Земя е втората най-близка известна на Земята екзопланета, след Проксима Кентавър b.
„В крайна сметка ние вярваме достатъчно твърдо, че обектът е там“, казва Игнаси Рибас от Institut de Ciències de l'Espai и водещ автор на статията. "Винаги трябва да сме малко предпазливи и разбира се, повече данни трябва да засилят случая, но ние бяхме достатъчно сигурни, че сме готови да продължим с публикуването."
Част от предизвикателството за намирането на планетата идва от метода, който астрономите използваха: радиална скорост (RV). Методът на радиална скорост търси гравитационни промени, докато планетата бута или дърпа своята звезда. Методът е чудесен за намиране на големи планети и ефективно се използва за намиране на по-малки, близки планети като Proxima Centauri b - но за намиране на малки, далечни планети, това е съвсем различен въпрос.
Звездата на Барнард b, както е известна новата планета, причинява промяна само на 1, 2 метра в секунда към радиалната скорост на звездата си. Първите планети, открити по метода RV, предизвикаха 13 метра в секунда промени, което направи този сигнал по-малко от 10 процента силата на други успешни находки.
Кълън Блейк, професор от Университета в Пенсилвания, който не е участвал в изследването, казва, че някои от данните на RV потенциално биха могли да бъдат затъмнени от звездна активност от звездата. Но въпреки това, чистият брой наблюдения изгражда доста убедителен случай, че планетата е там.
„Изглежда, че има някакъв значителен шум по отношение на звездната активност, който са моделирали“, казва той. „[Кандидатът] е много силен по отношение на статистическата значимост.“
Първите намеци, че планетата на Барнард е била там, се появиха през 2015 г., когато един от съавторите на статията Микко Туоми разгледа съществуващите данни за радиална скорост от звездата и откри, че нещо се променя според период от 233 дни. По онова време случаят за планетарен обект (вместо някаква дейност, присъща на звездата) не беше достатъчно силен, за да стои самостоятелно.
Рибас и неговият екип използваха 800 различни наблюдения на звездата на Барнард, за да намалят несигурността, че планетата съществува. След смазването на данните от десетилетия на стойност, съществуването на звездата на Барнард изглежда доста сигурно - въпреки че винаги предпазливият екип на Red Dots все още го нарича кандидат за планета.
Графично представяне на относителните разстояния до най-близките звезди от слънцето. Звездата на Барнард е втората най-близка звездна система и най-близката единична звезда до нас. (IEEC / Science-Wave - Гилем Рамиза) И изследователите откриха и още нещо в данните: слабо доказателство за друга планета, която би била известна като Звездата на Барнард c. Тази призрачна втора планета в системата, ако съществува, се смята, че има дълъг орбитален период и около масата на Нептун. Съществуването на газовата планета е още по-трудно да се докаже, тъй като 10-годишният й период означава, че тя произвежда по-слаб сигнал. Заслужава да се отбележи обаче, че измерванията поставят планетата в сходен период с твърденията на ван де Камп през 60-те години.
Ван де Камп си помисли, че вижда поне две планети, една на 12-годишна и една на 25-годишна орбита, и двете около масата на Юпитер. Указанията идваха от астрометрични сигнали, които търсят отклонение в пътя на звезда от централна линия поради влиянието на невиждана планета.
Новият сигнал, от друга страна, изглежда показва около 15 земни маси, което е малко вероятно да покаже забележим астрометричен сигнал от Земята. (Новата хартия споменава, че Гея, космическа обсерватория за астрометрия, може да успее да потвърди планетата.) Поради размерите си планетата прави около 3 до 4 метра в секунда промяна на радиалната скорост - по-силна от другия планетен кандидат, но без чистия брой наблюдения, за да се изключи алтернативно обяснение.
„Не твърдим, че това по някакъв начин е свързано с астрометричните планети van de Kamp“, казва Рибас. Той отбелязва обаче, че това е интересно съвпадение. „Виждаме известна промяна. Известно е, че звездите показват цикли на активност, така че това може да е цикъл на звездна активност [а не планета]. "
233-дневният период за снежния свят, звездата на Барнард, е далеч извън обитаемата зона на своята звезда. Въпреки че планетата е по-близо до своята звезда, отколкото Земята до слънцето, звездата на Барнард е много малка и студена за сравнение. Планетата орбитира в зона, известна като "снежна линия", където скалистите тела са склонни да отстъпват на по-ниските тела. Документът също така казва, че няма доказателства за нищо около масата на Земята в обитаемата зона на Звездата на Барнард - въпреки че не са изключени обекти на Марс.
Но дори и ако този свят е твърде студен за живот, какъвто го познаваме, той бележи интригуващо откритие, тъй като планетата е много по-далеч от звездата си домакин, отколкото другите планети, намиращи се в орбита на малки червени джуджета (като Proxima Centauri b, която има период от само 11 дни). От гледна точка на изследването, планетата е по-близо от която и да е известна екзопланета освен една и след 10 000 години звездата на Барнард всъщност ще се е преместила, за да се превърне в най-близката звезда до нашето слънце. Физиците вече обмислят възможни начини да изстрелят миниатюрна сонда към Проксима Центавър б, на около 4, 2 светлинни години - и в бъдеще звездата на Барнард може да се превърне в друга мишена.
"Чувството ми е, че тези неща вероятно са доста често срещани, но извличането им е просто много по-трудно", казва Блейк за далечни, малки планети с дълъг период като Star Star Barnard. „Предполагам, че ще има още подобни кампании.“
