V zadnjem času je bilo za področje raziskav eksoplanetov razburljiv čas! Lani poleti so raziskovalci iz evropskega južnega observatorija (ESO) napovedali odkritje planeta, podobnega Zemlji (Proxima b), ki se nahaja v zvezdnem sistemu, ki je najbližji našemu. In ravno pred pol leta je mednarodna ekipa astronomov napovedala odkritje sedmih skalnih planetov, ki krožijo okoli orbite bližnje zvezde TRAPPIST-1.
Toda v tem, kar bi lahko bilo najbolj spodbudno odkritje za tiste, ki upajo najti bivalni planet onkraj Zemlje, je mednarodna ekipa astronomov ravno napovedala odkritje štirih kandidatov za eksoplanet v sistemu tau Ceti. Poleg tega, da smo blizu Sončevega sistema - le 12 svetlobnih let - je ta ugotovitev spodbudna tudi zato, ker kandidati za planet krožijo po zvezdi zelo podobni naši!
Študija, ki podrobno opisuje te ugotovitve - "Barvna razlika je pomembna: štirje kandidati za planet okoli Tau Cetija" - se je nedavno pojavila na spletu in je bila sprejeta za objavo v Astrofizični vestnik. Skupina pod vodstvom raziskovalcev Centra za astrofizične raziskave na Univerzi v Hertfordshireu je analizirala tau Ceti z uporabo modela za odpravljanje hrupa in tako ugotovila prisotnost štirih zemeljskih planetov.
To odkritje je bilo mogoče zaradi nenehnih izboljšav instrumentacije, opazovanja in izmenjave podatkov, ki omogočajo raziskave vedno večje občutljivosti. Kot je v sporočilu za javnost UCSC povedal Steven Vogt, profesor astronomije in astrofizike na UC Santa Cruz in soavtor prispevka:
»Zdaj končno prestopimo prag, kjer lahko z zelo sofisticiranim modeliranjem velikih kombiniranih nizov podatkov več neodvisnih opazovalcev razstavimo hrup zaradi zvezdne površinske aktivnosti od zelo drobnih signalov, ki jih ustvarjajo gravitacijski vlačilci z orbiti velikih planetov Zemlje . "
To je zadnja v dolgoletnem raziskovanju tau Cetija, ki astronomi zanimajo že desetletja. Do leta 1988 je bilo izvedenih več meritev radialne hitrosti zvezdnega sistema, ki so izključevali možnost masivnih planetov na Jupiterju podobnih razdaljah. Leta 2012 so astronomi iz UC Santa Barabara predstavili študijo, ki je pokazala, da lahko tau Ceti obkroži pet eksoplanetov, od katerih sta dva znotraj območja nastanitve zvezde.
Skupina, ki stoji za to raziskavo, je vključevala več članov, ki so pripravili to zadnjo študijo. Takrat se je glavni avtor Mikko Tuomi (Univerza v Hertfordshireu, soavtor zadnje avtorice) vodil v prizadevanjih za razvoj boljših tehnik analize podatkov in to zvezdo uporabil kot primerjalni primer. Kot je pojasnil Tuomi, so s pomočjo teh tezav izključili dva signala, ki sta bila prej identificirana kot planeta:
"Izmislili smo iznajdljiv način, kako razkriti razliko med signali, ki jih povzročajo planeti, in tistimi, ki jih povzroča zvezda. Spoznali smo, da lahko vidimo, kako se aktivnost zvezde razlikuje pri različnih valovnih dolžinah, in uporabljali smo te informacije za ločitev te dejavnosti od signalov planetov. "
Za namen te najnovejše študije - ki jo je vodil Fabo Feng, član CAR - se je skupina zanašala na podatke, ki jih je zagotovil spektrograf Planet Searcher z visoko natančnostjo (HARPS) na ESO-jevem observatoriju La Silla v Čilu in Instrument spektrometra Echelle visoke ločljivosti (HIRES) na observatoriju WM Keck v Mauna Kea, Havaji.
Iz tega so lahko ustvarili model, ki je iz meritev radialne hitrosti odstranil hrup, ki je odvisen od valovne dolžine. Po uporabi tega modela pri raziskavah tau Cetija so lahko dobili meritve, ki so bile dovolj občutljive, da so zaznale odstopanja gibanja zvezde do 30 cm na sekundo. Na koncu so sklenili, da ima tau Ceti sistem, ki ne vsebuje več kot štirih eksoplanetov.
Kot je nakazal Tuomi, lahko astronomi po več raziskovanjih in poskusih odpravljanja zunanjega hrupa končno razberejo, koliko planetov ima tau Ceti in kakšne vrste. "[N] ne glede na to, kako gledamo zvezdo, se zdi, da krožijo okoli štirje kamniti planeti," je dejal. "Počasi se učimo povedati razliko med valovi, ki jih povzročajo planeti, in tistimi, ki jih povzroča zvezdna aktivna površina. To nam je omogočilo, da smo v bistvu preverili obstoj obeh zunanjih, potencialno bivalnih planetov v sistemu. "
Iz svojih izpopolnjenih meritev nadalje ocenjujejo, da imajo te planete maso v razponu od štirih mas Zemlje (aka "super-Zemlje") do 1,7 Zemlje mase, kar jih uvršča med najmanjše planete, ki so jih kdaj opazili okoli bližnje sončne zvezde . Najbolj navdušujoče pa je dejstvo, da se dva od teh planetov (tau Ceti e in f) nahajata znotraj območja nastanitve zvezde.
Razlog za to je, ker je tau Ceti zvezda tipa G (rumeni pritlikavec), zaradi česar je podobna lastnemu Soncu - približno 0,78 krat masivna in na pol svetla. V nasprotju s tem so mnogi nedavno odkriti eksoplaneti - na primer Proxima b in sedem planetov TRAPPIST-1 - vse krogle zvezde tipa M (rdeči pritlikavec). V primerjavi z našim Soncem so te zvezde spremenljive in nestabilne, kar povečuje njihove možnosti odstranjevanja atmosfer svojih planetov.
Poleg tega, ker so rdeči pritlikavci veliko bolj zatemnjeni kot naše Sonce, bi moral skalni planet orbiti zelo tesno do njih, da bi se nahajal znotraj njihovih bivalnih območij. Na takšni razdalji bi bil planet verjetno dobro zaprt, kar pomeni, da bi bila ena stran nenehno obrnjena proti soncu. Tudi zaradi tega so možnosti za življenje na katerem koli takšnem planetu precej majhne.
Zaradi tega smo se astronomi veselili, da bomo našli več eksoplanetov okoli zvezd, ki so po velikosti, masi in svetilnosti bližje našim. Toda preden se kdo preveč vznemirja, je pomembno opozoriti, da so ti svetovi Super-Zemlje - z do štirikrat večjo maso Zemlje. To pomeni, da bi bilo (glede na njihovo gostoto) vsako življenje, ki bi lahko nastalo na teh planetih, močno povečalo težo.
Poleg tega zvezda obkroža masivni razbitni disk, kar pomeni, da so ti najbolj oddaljeni planeti verjetno podvrženi intenzivnemu bombardiranju asteroidov in kometov. To ne pomeni ravno dobrega za potencialno življenje na teh planetih! Kljub temu je ta študija zelo spodbudna in iz več razlogov. Poleg ugotovitve močnih dokazov o eksoplanetih okoli zvezde, podobne Soncu, so meritve, ki so privedle do njihovega odkritja, najbolj občutljive do danes.
S hitrostjo izboljšanja njihovih metod bi morali raziskovalci v nobenem trenutku doseči mejo 10 centimetrov na sekundo. To je raven občutljivo potrebne za odkrivanje zemeljskih analogov - aka. medeninasti obroč za lovce na eksoplanete. Kot je nakazal Feng:
"Naše odkrivanje tako šibkih nihaj je mejnik pri iskanju zemeljskih analogov in razumevanju življenjske sposobnosti Zemlje s primerjavo s temi analogi. Uvedli smo nove metode za odstranjevanje hrupa podatkov, da bi razkrili šibke planetarne signale. "
Pomislite! Lovci na eksoplanete v nobenem trenutku ne bi mogli najti množice planetov, ki se po velikosti in masi ne razlikujejo le od Zemlje, ampak tudi krožijo znotraj območja, v katerem živijo njihove zvezde. Na tej točki bodo znanstveniki zagotovo opuščali izrazito nejasne izraze, kot so "potencialno bivalni" in "podobni Zemlji", in začeli samozavestno uporabljati izraze kot "zemeljski analog". Nič več dvoumnosti, le trdno prepričanje, da Zemlja ni edinstvena!
S približno 100 milijardami planetov v naši galaksiji bomo zagotovo našli več Zemlj. Lahko samo upamo, da so ustvarili zapleteno življenje, kot je naše, in da so pripravljeni za klepet!
