Вторая ближайшая к Земле звездная система является одной из наиболее интенсивно изучаемых целей в галактике. Астрономы измеряли мельчайшие характеристики звезды в течение десятилетий, ища признаки орбитальных планет, и на протяжении многих лет намеки на возможное потягивание мира звездой были обнаружены здесь и там, но ничто никогда не считалось убедительным.
Однако теперь астрономы наконец-то обнаружили явные признаки того, что у Звезды Барнарда, находящейся всего в шести световых годах от нас, одна или несколько планет вращаются вокруг нее.
Команда исследователей из охотничьего учреждения "экзопланеты" "Красные точки" опубликовала сегодня исследование природы, в котором собраны более 20 лет наблюдений за звездой. Работа вызвала довольно необычный планетный кандидат: очень холодная планета, примерно в 3, 2 раза больше массы Земли, которая вращается вокруг своей звезды каждые 233 дня.
Впечатление художника о планете Звезды Барнарда под оранжевым тонированным светом звезды. (IEEC / Science-Wave - Гиллем Рамиса) Звезда Барнарда, маленький красный карлик, долгое время была главной целью охоты на планетах. С 1963 по 1972 годы считалось, что звезда принимала одного или нескольких газовых гигантов, что объясняет некоторые из самых ранних утверждений о внесолнечных планетах, которые получили широкое внимание. «Планеты», однако, в итоге оказались не чем иным, как проблемой приборостроения Обсерватории Спроул в Суартморе, штат Пенсильвания, чей директор Питер ван де Камп впервые заявил о существовании планет вокруг звезды.
Однако с тех пор охотники за планетами за охотниками за планетами направляли свои телескопы на звезду, чтобы увидеть признаки чего-то необычного. Хотя Звезда Барнарда является второй ближайшей к Земле звездной системой - после трех звезд системы Альфа Центавра - астрономы продолжали подниматься с пустыми руками, пока не удалось получить много лет данных.
Теперь эта холодная Супер-Земля является второй ближайшей известной экзопланетой к Земле после Проксимы Кентавр б.
«В конце концов, мы твердо уверены, что объект есть», - говорит Игнаси Рибас из Института де Эспаи и ведущего автора газеты. «Мы всегда должны оставаться немного осторожными, и, конечно, больше данных должно подтвердить это, но мы были достаточно уверены, что готовы продолжать публикацию».
Часть задачи по поиску планеты исходит от метода, который использовали астрономы: лучевая скорость (RV). Метод радиальной скорости ищет гравитационные изменения, когда планета толкает или тянет свою звезду. Этот метод отлично подходит для поиска больших планет и эффективно использовался для нахождения меньших соседних планет, таких как Проксима Центавра b, но для поиска небольших удаленных планет это совсем другое дело.
Звезда Барнарда b, как известно, новая планета вызывает изменение радиальной скорости звезды всего на 1, 2 метра в секунду. Первые планеты, обнаруженные методом RV, вызывали изменения 13 метров в секунду, что делало этот сигнал менее чем на 10 процентов сильнее других успешных находок.
Каллен Блейк, профессор Университета Пенсильвании, который не принимал участия в исследовании, говорит, что некоторые из данных RV потенциально могли быть испорчены звездной активностью звезды. Но, тем не менее, огромное количество наблюдений дает достаточно убедительные доказательства того, что планета находится там.
«Кажется, что есть некоторый существенный шум с точки зрения звездной активности, которую они смоделировали», - говорит он. «[Кандидат] очень силен с точки зрения статистической значимости».
Первые намеки на то, что планета Барнарда была там, появились в 2015 году, когда один из соавторов статьи, Микко Туоми, посмотрел на существующие данные по радиальной скорости от звезды и обнаружил, что что-то меняется в соответствии с 233-дневным периодом. В то время, случай с планетарным объектом (вместо какой-то активности, присущей звезде) не был достаточно сильным, чтобы стоять самостоятельно.
Рибас и его команда использовали 800 различных наблюдений за Звездой Барнарда, чтобы снизить неопределенность существования планеты. После сокращения количества данных за десятилетия существование Звезды b Барнарда кажется вполне определенным, хотя всегда осторожная команда «Красные точки» все еще называет ее кандидатом на планету.
Графическое представление относительных расстояний до ближайших звезд от Солнца. Звезда Барнарда является второй ближайшей звездной системой и ближайшей к нам одной звездой. (IEEC / Science-Wave - Гиллем Рамиса) Исследователи также обнаружили в данных нечто иное: слабое свидетельство другой планеты, известной как Звезда Барнарда c. Эта вторая призрачная планета в системе, если она существует, по оценкам, имеет длинный орбитальный период и имеет массу Нептуна. Существование газовой планеты еще труднее доказать, так как ее 10-летний период означает, что она производит более слабый сигнал. Стоит, однако, отметить, что измерения показывают, что планета находится на таком же периоде, что и заявления Ван де Кампа в 1960-х годах.
Ван де Камп думал, что он видел по крайней мере две планеты, одну на 12-летней и одну на 25-летней орбите, обе вокруг массы Юпитера. Подсказки пришли из астрометрических сигналов, которые ищут отклонения на пути звезды от центральной линии из-за влияния невидимой планеты.
С другой стороны, новый сигнал, по-видимому, указывает на что-то около 15-ти масс Земли, что вряд ли покажет заметный астрометрический сигнал с Земли. (В новой статье упоминается, что космическая астрометрическая обсерватория Gaia может подтвердить планету.) Из-за своего размера планета меняет радиальную скорость на 3-4 метра в секунду - сильнее, чем другой кандидат на планету., но без большого количества наблюдений, чтобы исключить альтернативное объяснение.
«Мы не утверждаем, что это каким-либо образом связано с астрометрическими планетами ван де Камп», - говорит Рибас. Однако он отмечает, что это интересное совпадение. «Мы видим некоторые изменения. Известно, что звезды показывают циклы активности, поэтому это может быть цикл звездной активности [а не планеты] ».
233-дневный период для снежного мира, Звезды Барнарда, далеко за пределами обитаемой зоны его звезды. Несмотря на то, что планета ближе к своей звезде, чем Земля к солнцу, звезда Барнарда очень маленькая и холодная по сравнению с ней. Планета вращается в области, известной как «снежная линия», где скалистые тела имеют тенденцию уступать ледяным телам. В документе также говорится, что нет никаких доказательств чего-либо вокруг массы Земли в обитаемой зоне Звезды Барнарда, хотя объекты с массой Марса не были исключены.
Но даже если этот мир слишком холоден для жизни, как мы его знаем, он знаменует собой интригующее открытие, поскольку планета намного дальше от своей звезды-хозяина, чем другие планеты, найденные на орбите маленьких красных карликов (например, Проксима Центавра b, которая имеет срок всего 11 дней). С точки зрения исследования, планета ближе, чем любая известная экзопланета, за исключением одной, и через 10 000 лет звезда Барнарда фактически приблизится, чтобы стать ближайшей звездой к нашему Солнцу. Физики уже думают о возможных способах запуска миниатюрного зонда на Проксиме Центавра b, на расстоянии около 4, 2 световых лет - и в будущем Звезда b Барнарда может стать еще одной целью.
«У меня такое ощущение, что эти вещи, вероятно, довольно распространены, но извлечь их гораздо сложнее», - говорит Блейк о далеких, маленьких планетах длительного периода, таких как звезда Барнарда b. «Я предполагаю, что таких кампаний будет больше».
