Астрономи виявили не одну, а чотири крихітні планети, що обертаються навколо зірки Барнарда, нашого космічного сусіда. Ці планети, кожна з яких становить приблизно п’яту маси Землі, обертаються навколо своєї головної зірки всього за кілька днів — ймовірно, занадто гаряче для життя, але це важлива віха у виявленні менших планет.
Нові планети навколо зірки Барнарда
Астрономи знайшли нові переконливі докази того, що зірка Барнарда, друга найближча до Землі зоряна система, містить не одну, а чотири малі планети. Кожна з цих планет становить лише приблизно 20-30% маси Землі та обертається дуже близько до своєї зірки, завершуючи повну орбіту лише за кілька днів. Через їх близькість вони, ймовірно, занадто гарячі, щоб підтримувати життя. Однак їх відкриття знаменує важливу віху у виявленні менших планет навколо сусідніх зірок.
«Це справді захоплююча знахідка — зірка Барнарда є нашим космічним сусідом, але ми знаємо про неї так мало», — сказав Рітвік Басант, аспірант Чиказького університету та перший автор дослідження. «Це сигналізує про прорив із точністю цих нових інструментів попередніх поколінь».
Це нове відкриття базується на попередньому дослідженні, під час якого використовувався інший телескоп і було знайдено вагомі докази існування принаймні однієї планети навколо зірки Барнарда з можливими ознаками інших. В останніх висновках, опублікованих 11 березня в The Astrophysical Journal Letters, брали участь дослідники з обсерваторії Gemini, NOIRLab Національного наукового фонду, Гейдельберзького університету та Амстердамського університету.
Довгий пошук планет
Протягом століття астрономи вивчали зірку Барнарда в надії знайти планети навколо неї. Вперше відкрита Е. Е. Барнардом в Єркській обсерваторії в 1916 році, це найближча система, яка має таку саму конфігурацію, як і ми, тобто лише з однією зіркою. (Абсолютно найближча до нас зоряна система, Проксима Центавра, має три зірки, що обертаються одна над одною, що змінює динаміку формування та орбіт планет).
Зірка Барнарда — це карликова зірка M, яка, як ми тепер знаємо, надзвичайно велика у Всесвіті. Тому вчені хотіли б дізнатися більше про те, які види планет вони містять. Проблема в тому, що ці далекі планети надто крихітні, щоб їх можна було побачити поряд із блиском їхніх зірок, навіть за допомогою наших найпотужніших телескопів. Це означає, що вченим довелося підійти до їх пошуку.
Полювання на планети з коливаннями зірок
Однією з таких спроб керував професор Джейкоб Бін з Університету Чикаго, чия команда створила та встановила інструмент під назвою MAROON-X, який приєднано до телескопа Gemini на вершині гавайської гори та розроблено спеціально для пошуку далеких планет.
Оскільки зірки набагато яскравіші, ніж їхні планети, легше шукати вплив планет на свої зірки, наприклад стежити за вітром, спостерігаючи за рухом прапора. MAROON-X шукає один такий ефект; сила тяжіння кожної планети злегка змінює положення зірки, тобто зірка ніби коливається вперед-назад. MAROON-X вимірює колір світла настільки точно, що може вловити ці незначні зрушення та навіть визначити кількість і масу планет, які повинні обертатися навколо зірки, щоб мати такий ефект. Басант, Бін і команда ретельно відкалібрували й проаналізували дані, отримані протягом 112 різних ночей протягом трьох років. Вони знайшли переконливі докази існування трьох планет навколо зірки Барнарда. Коли команда поєднала свої висновки з даними листопадового експерименту іншої групи, які були отримані інструментом під назвою ESPRESSO на Дуже Великому Телескопі в Чилі, вони побачили вагомі докази існування четвертої планети.
Більше, ніж просто газові гіганти
За словами вчених, ці планети, швидше за все, є кам’янистими, а не газовими, як-от Юпітер . Це буде важко визначити з упевненістю; кут, під яким ми бачимо їх із Землі, означає, що ми не можемо спостерігати, як вони перетинаються перед своєю зіркою, що є звичайним методом, щоб дізнатися, чи планета кам’яниста. Але, збираючи інформацію про подібні планети навколо інших зірок, ми можемо зробити кращі припущення щодо їх складу. Проте команда змогла з достатньою часткою впевненості виключити існування інших планет у зоні проживання навколо зірки Барнарда.
“Дійсно захоплююче”
Зірку Барнарда називають «великим білим китом» для мисливців за планетами; Кілька разів протягом останнього століття групи оголошували докази, які припускали наявність планет навколо зірки Барнарда, але потім вони були спростовані. Але ці останні висновки, незалежно підтверджені у двох різних дослідженнях різними інструментами ESPRESSO та MAROON-X, означають набагато більший ступінь впевненості, ніж будь-які попередні результати.
«Ми спостерігали в різний час ночі в різні дні. Вони в Чилі; ми на Гаваях. Наші команди взагалі не координували одна одну», – сказав Басант. «Це дає нам велику впевненість, що це не фантоми в даних».
Захоплююче майбутнє для Discovery
Це одні з найменших планет, знайдених за допомогою цієї техніки спостережень. Вчені сподіваються, що це ознаменує нову еру пошуку нових і нових планет у Всесвіті. Більшість скелястих планет, які ми знайшли на даний момент, набагато більші за Землю, і вони, здається, досить схожі в усій галактиці. Але є підстави вважати, що менші планети матимуть більш різноманітний склад. Коли ми знайдемо їх більше, ми зможемо почати отримувати більше інформації про те, як ці планети формуються, і що робить планети придатними для життя умовами.
Трепет невідомого
Сама знахідка також була захоплюючою, кажуть вчені.
«Ми дуже інтенсивно працювали над цими даними наприкінці грудня, і я весь час про це думав», — сказав Бін. «Це було так, ніби ми раптом знаємо те, чого ніхто інший не знає про Всесвіт. Ми просто не могли дочекатися, щоб розкрити цю таємницю.
«Багато з того, що ми робимо, може бути поступовим, і іноді важко побачити ширшу картину», – сказав він. «Але ми знайшли те, про що людство, сподіваюся, знатиме вічно. Це відчуття відкриття неймовірне».