Na razdalji 4,37 svetlobnih let od Zemlje je Alpha Centauri najbližji naš zvezdni sistem. Že generacije so znanstveniki in špekulativni misleci razmišljali o tem, ali ima lahko planetarni sistem, kot je naše Sonce, in ali tam lahko obstaja tudi življenje. Na žalost nedavna prizadevanja za iskanje zunaj sončnih planetov v tem zvezdnem sistemu niso uspela, potencialne zaznave pa so pozneje pokazale, da so v podatkih artefakti.
Kot odgovor na ta neuspešna prizadevanja se razvija več ambicioznih projektov za iskanje eksoplanetov okoli Alpha Centauri. Sem spadajo vesoljski teleskopi z neposrednim slikanjem, kot so Project Blue in medzvezdna misija, znana kot Breakthrough Starshot. Toda glede na novo raziskavo, ki so jo vodili raziskovalci z univerze Yale, je mogoče obstoječe podatke uporabiti za določitev verjetnosti planetov v tem sistemu (in celo katere vrste).
Študija, ki je podrobno predstavila njihove ugotovitve, se je nedavno pojavila v The Astronomical Journalpod naslovom »Zaznavanje planetov v sistemu Alpha Centauri«. Študijo je vodila Lily Zhao, študentka univerze Yale in sodelavka Nacionalne znanstvene fundacije (NSF), soavtorji pa so bili Debora Fischer, John Brewer in Matt Giguere iz Yale ter Bárbara Rojas-Ayala z univerze Andrés Bello v Čilu.
Zhao in njena ekipa sta zaradi svoje študije razmišljali, zakaj prizadevanja za iskanje planetov znotraj najbližjega zvezdnega sistema za naš doslej niso uspela. To je presenetljivo, če pomislimo, kako zelo verjetno ima Alpha Centauri sistem, če ima svoj. Kot je v nedavnem sporočilu za javnost Yale News navedel prof. Fischer:
"Vesolje nam je povedalo, da so najpogostejši tipi planetov majhni planeti, naša raziskava pa kaže, da so to točno tisti, ki najverjetneje krožijo med Alpha Centauri A in B ... Ker je Alpha Centauri tako blizu, je naša prva postaja zunaj našega osončja. Skoraj gotovo obstajajo majhni kamniti planeti okoli Alpha Centauri A in B. "
Debora Fischer je poleg profesorice astronomije na univerzi Yale tudi ena od voditeljev Yale Exoplanets Group. Kot strokovnjakinja na svojem področju je Fischer desetletja svojega življenja posvetila raziskovanju eksoplanetov in iskanju zemeljskih analogov izven našega Osončja. Z delnim financiranjem, ki sta ga zagotovila NASA in Nacionalna znanstvena fundacija, se je ekipa opirala na obstoječe podatke, zbrane z nekaterimi najnovejšimi instrumenti lova na eksoplanete.
Sem spadajo CHIRON, spektrograf, nameščen na sistemu za majhne in zmerne zaslonke teleskopov (SMARTS) na Medameriškem observatoriju Cerro Telolo (CTIO) v Čilu. Ta instrument je izdelala Fischerjeva ekipa, podatki, ki jih je posredoval, pa so bili združeni z iskalnikom planetov visoke natančnosti (HARPS) in instrumentom za ultravijolično in vizualno ehelo (UVES) na zelo velikem teleskopu ESO (VLT).
Z desetletnimi podatki, ki jih zbirajo ti instrumenti, sta Zhao in njeni sodelavci nato postavili mrežni sistem za sistem Alpha Centauri. Namesto da bi iskali znake planetov, ki obstajajo, so uporabili podatke, da so izključili, katere vrste planetov tam ne morejo obstajati. Kot je Zhao povedal za Space Magazine po e-pošti:
"Ta študija je bila posebna, saj je uporabila obstoječe podatke sistema Alpha Centauri, da niso našli planetov, temveč za opisovanje, kakšni planeti ne bi mogli obstajati. S tem je vrnil več informacij o sistemu kot celoti in zagotovil smernice za prihodnja opažanja tega edinstveno karizmatičnega sistema.
Poleg tega je ekipa analizirala kemično sestavo zvezd v sistemu Alpha Centauri, da bi izvedeli več o vrstah materiala, ki bi bil na voljo za oblikovanje planetov. Na podlagi različnih vrednosti, dobljenih z opazovalnimi akcijami, ki so jih izvajali različni teleskopi na treh zvezdah Alpha Centauri (Alpha, Beta in Proxima), so lahko postavili omejitve glede vrste planetov, ki bi tam lahko obstajali.
"Ugotovili smo, da obstoječi podatki izključujejo planete v območju bivanja nad 53 Zemlje mase za alfa Centauri A, 8,4 zemeljske mase za Alpha Centauri B in 0,47 Zemljine mase za Proxima Centauri," je dejal Zhao. "Kar se tiče kemičnih sestavkov, smo ugotovili, da so razmerja ogljik / kisik in magnezij / silicij za alfa centavra A in B precej podobna razmerju sonca."
V osnovi so rezultati njihove študije dejansko izključili možnost kakršnih koli plinskih velikanov velikosti Jupiter v sistemu Alpha Centauri. Za Alpha Centauri A so nadalje ugotovili, da lahko obstajajo planeti, manjši od 50 mas Zemlje, medtem ko bi Alpha Centauri B lahko imel planete manjše od 8 mas Zemlje. Za Proxime Centauri, za katero vemo, da ima vsaj en zemeljski planet, so ugotovili, da bi jih lahko bilo več kot polovica Zemljine mase.
Poleg tega, da ponuja upanje za lovce na eksoplanete, ta študija nosi tudi precej zanimivih posledic za planetarno bivanje. V bistvu je prisotnost skalnih planetov v sistemu spodbudna; vendar brez plinskih velikanov bi lahko manjkala ključna sestavina, ki bi zagotovila, da bodo planeti še vedno bivali.
"[N] samo, če bi še vedno obstajali planeti z zemeljsko maso okoli naših najbližjih zvezdnih sosedov, ni pa tudi plinskih velikanov, ki bi lahko ogrozili preživetje teh potencialno naseljenih skalnih planetov," je dejal Zhao. "Poleg tega, če ti planeti obstajajo, bodo verjetno imeli podobne sestave kot naša Zemlja, glede na podobnost v Alpha Cen A / B in našem ljubljenem Soncu."
Trenutno v Alpha Centauri ni instrumentov, ki bi lahko potrdili obstoj eksoplanetov. A kot je navedel Zhao, so njeni in soigralci optimistični, da bodo prihodnje raziskave za to potrebne:
"[T] že v njegovem mesecu je bilo zagon več instrumentov naslednje generacije, ki so obetali natančnost, potrebno za odkrivanje teh možnih planetov v bližnji prihodnosti, in ta analiza je pokazala, da je vsekakor vredno še naprej iskati!"
Sem spadajo Echelle SPectrograph za kamniti eksoplanet in stabilna spektroskopska opazovanja (ESPRESSO), ki je bil pred kratkim nameščen v Observatoriju Paranal, in Ekstremni spektrometer PREcision (EXPRES), zgrajen na univerzi Yale. Slednji instrument trenutno izvaja opazovalno vožnjo v observatoriju Lowell v Arizoni, v katerem sodeluje Zhao.
"Ti instrumenti obljubljajo natančnost do 10-30 cm / s in bi morali zaznati veliko več manjših in bolj oddaljenih planetov - kot so bivalni planeti okoli zvezd Centavra," je dejal Zhao. "Vidno polje teh dveh instrumentov se nekoliko razlikuje (ESPRESSO ima južno poloblo, kjer je Alpha Centauri, medtem ko EXPRES pokriva severno poloblo, na primer, kjer sta Kepler in veliko polj K2)."
Z novimi instrumenti, ki so jim na voljo, in metodami, kakršna je bila Zhao in njena ekipa, je najbližji zvezdni sistem na Zemlji zagotovo postal prava zakladnica astronomov in lovcev na eksoplanete v naslednjih letih. In vse, kar bomo tam našli, bo zagotovo postalo tarča neposrednih študij skupin, kot so Project Blue in Breakthrough Starshot. Če ima ET sosednja vrata, bomo o tem zagotovo kmalu slišali!
