Dodano: 15 listopad 2018r.

Superziemia na orbicie wokół najbliższej nam pojedynczej gwiazdy

Wokół gwiazdy Bernarda, znajdującej się „zaledwie” sześć lat świetlnych od nas, krąży skalista planeta ponad trzy razy większa od Ziemi. Nowo odkryty planeta jest drugą najbliższą Ziemi egzoplanetą. Wśród autorów odkrycia jest również polski astronom z Uniwersytetu Warszawskiego, dr hab. Marcin Kiraga.

Superziemia w pobliżu Gwiazdy Barnarda

 

Gwiazda Bernarda jest najbliższą pojedynczą gwiazdą względem Słońca i znajduje się jedynie sześć lat świetlnych od nas. To bardzo blisko, jak na kosmiczne odległości. Bliżej nas są jedynie gwiazdy układu potrójnego Alfa Centurii – cztery lata świetlne od Układu Słonecznego. Gwiazda Bernarda jest czerwonym karłem – dużo starszą, mniejszą i chłodniejszą gwiazdą i to właśnie na jej orbicie astronomowie dostrzegli kandydatkę na tzw. superziemię.

Astronomowie szacują, że gwiazda Bernarda może być nawet dwukrotnie starsza od Ziemi. Jest najszybciej poruszającą się gwiazdą na nocnym niebie i pędzi w naszym kierunku. Temperatura na jej powierzchni jest o około dwa tysiące stopni Celsjusza niższa niż na naszym Słońcu.

Wyniki pracy astronomów zostały opublikowane na łamach pisma „Nature”.

 

Nowo odkryta planeta, nazwana Gwiazda Barnarda b, ma masę co najmniej 3,2 mas Ziemi i zaliczana jest do kategorii tzw. superziem. Jej orbita znajduje się mniej więcej w połowie odległości Ziemi od Słońca, co oznacza, że planeta okrąża swoją gwiazdę macierzystą w 233 dni.

Ze względu na słabe światło padające z jej gwiazdy macierzystej – około 2 proc. energii otrzymywanej przez Ziemię od Słońca, Gwiazda Barnarda b jest mroźnym światem i leży bardzo blisko tzw. linii śniegu – miejsca na orbicie, gdzie woda przechodzi do stanu stałego, czyli lodu. To czyni ją prawdopodobnie nie zdatną do podtrzymania życia, jakie znamy.

Nowo odkryta planeta jest drugą najbliższą egzoplanetą względem Ziemi. Najbliższa jest Proxima b, okrążającą Proximę Centauri w układzie potrójnym Alfy Centauri. Astronomowie sądzą, że na powierzchni Gwiazdy Barnarda b może panować temperatura około minus 170 stopni Celsjusza. Nie wiadomo obecnie nic na temat atmosfery egzoplanety, a jeśli byłaby tam gęsta atmosfera, temperatura mogłaby być wyższa i potencjalne warunki bardziej gościnne.

Skalistą planetę odkryto w ramach kampanii obserwacyjnych Red Dots oraz CARMENES korzystających z danych z wielu teleskopów na świecie, w tym z należącego do ESO instrumentu HARPS. Badania były prowadzone pod kierunkiem astronomów z Queen Mary University of London, Institute of Space Studies of Catalonia oraz Institute of Space Sciences, CSIC w Hiszpanii. Uczestniczył w nich także polski astronom Marcin Kiraga z Uniwersytetu Warszawskiego.

- Gwiazda Barnarda jest niesławnym obiektem wśród astronomów i naukowców zajmujących się egzoplanetami. Była to jedna z pierwszych gwiazd, wokół których początkowo stwierdzono istnienie planet, jednak później okazało się, że wyliczenia były nieprawidłowe. Mam nadzieję, że tym razem się nie mylimy – powiedział Guillem Anglada Escudé z Queen Mary University of London.

Najnowsze odkrycie zostało dokonane dzięki połączeniu pomiarów z siedmiu bardzo precyzyjnych instrumentów, które gromadzą dane od 20 lat. - To jeden z największych zestawów danych użytych kiedykolwiek do precyzyjnych analiz prędkości radialnych. Połączenie wszystkich danych dało razem 771 pomiarów – olbrzymia ilość informacji  – powiedział Ignasi Ribas z Institute of Space Studies of Catalonia oraz Institute of Space Sciences, CSIC w Hiszpanii.

Gdy wokół gwiazdy krąży planeta, jej oddziaływanie grawitacyjne powoduje, iż gwiazda zatacza niewielkie kółka – okresowo zbliża się do nas i oddala. Na skutek efektu Dopplera taki ruch wpływa na światło wysyłane przez gwiazdę, co można zmierzyć analizując przesunięcia linii w widmie gwiazdy. Gdy gwiazda się do nas zbliża, linie widmowe przesuwają się w stronę fal krótszych - barwy niebieskiej, a gdy gwiazd się oddala, przesunięcie jest w stronę fal dłuższych - barwy czerwonej. Na tym polega, w dużym uproszczeniu, metoda prędkości radialnych, o której wspomniał Ribas.

- Po starannej analizie, jesteśmy na 99 proc. pewni, że planeta się tam znajduje. Jednak będziemy kontynuować obserwacje tej szybko poruszającej się gwiazdy, aby wykluczyć możliwe, choć mało prawdopodobne, naturalne zmiany jasności gwiazdy, które udawałyby obecność planety – wyjaśnił Ribas.

Wśród autorów publikacji jest polski astronom z Uniwersytetu Warszawskiego, dr hab. Marcin Kiraga. Jego udział w badaniach polegał na analizie danych fotometrycznych. Dane te pochodziły głównie z przeglądu ASAS realizowanego przez Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego. Celem było określenie, czy zmienność fotometryczna (czyli zmienność w jasności gwiazdy) może wiązać się z obserwowanymi zmianami prędkości radialnej. Takiego związku nie wykryto.

Zaangażowanych w projekt jest też dr Adrian Kaminski, niemiecki astronom polskiego pochodzenia pracujący na Uniwersytecie w Heidelbergu. W ramach konsorcjum CARMENES był współodpowiedzialny za analizę danych, a w szczególności za ich jakość oraz zrozumienie pomiarów dokonywanych przez spektrograf na 3,5-metrowym teleskopie w Obserwatorium Calar Alto.

 

Źródło: Queen Mary University of London, ESO, PAP, fot. ESO/M. Kornmesser