Det har vært en spennende tid for feltet exoplanet studier i det siste! I fjor sommer kunngjorde forskere fra European Southern Observatory (ESO) funnet av en jordlignende planet (Proxima b) som ligger i stjernesystemet som er nærmest vår egen. Og for bare et halvt år siden kunngjorde et internasjonalt team av astronomer funnet av syv klippete planeter som kretser rundt den nærliggende stjernen TRAPPIST-1.
Men i det som kan være den mest oppmuntrende oppdagelsen for de som håper å finne en beboelig planet utenfor Jorden, kunngjorde et internasjonalt team av astronomer nettopp oppdagelsen av fire eksoplanettkandidater i tau Ceti-systemet. Bortsett fra å være i nærheten av solsystemet - bare 12 lysår unna - er dette funnet også oppmuntrende fordi planeten kandidater kretser om en stjerne veldig mye som vår egen!
Studien som beskriver disse funnene - “Fargeforskjell utgjør en forskjell: fire planetkandidater rundt tau Ceti” - dukket nylig opp online og har blitt akseptert for publisering i Astrophysical Journal. Laget av forskere fra Center for Astrophysics Research (CAR) ved University of Hertfordshire, analyserte teamet tau Ceti ved hjelp av en støydempende modell for å bestemme tilstedeværelsen av fire jordlignende planeter.
Denne oppdagelsen ble muliggjort takket være løpende forbedringer i instrumentering, observasjon og deling av data, som gjør det mulig å kartlegge stadig større følsomhet. Som Steven Vogt, professor i astronomi og astrofysikk ved UC Santa Cruz og en medforfatter på papiret, sa i en pressemelding fra UCSC:
"Vi krysser nå endelig en terskel der vi gjennom meget sofistikert modellering av store kombinerte datasett fra flere uavhengige observatører kan skille ut støyen på grunn av fantastisk overflateaktivitet fra de veldig bittesmå signalene som genereres av tyngdekraften fra jordstore kretsende planeter. .”
Dette er det siste i en lang rekke undersøkelser av tau Ceti, som har vært av interesse for astronomer i flere tiår. I 1988 ble det utført flere radielle hastighetsmålinger av stjernesystemet som utelukket muligheten for massive planeter på Jupiter-lignende avstander. I 2012 presenterte astronomer fra UC Santa Barabara en studie som indikerte at tau Ceti kan være i bane av fem eksoplaneter, hvorav to var innenfor stjernens beboelige sone.
Teamet bak studien inkluderte flere medlemmer som produserte denne siste studien. På den tiden ledet hovedforfatter Mikko Tuomi (University of Hertfordshire, en medforfatter på den siste), et forsøk på å utvikle bedre dataanalyseteknikker, og brukte denne stjernen som en referansesak. Som Tuomi forklarte, gjorde dette arbeidet mulig å utelukke to av signalene som tidligere har blitt identifisert som planeter:
"Vi fant en genial måte å fortelle forskjellen mellom signaler forårsaket av planeter og de forårsaket av stjernens aktivitet. Vi innså at vi kunne se hvordan stjernens aktivitet skilte seg på forskjellige bølgelengder og bruke den informasjonen for å skille denne aktiviteten fra signaler fra planeter. "
Av hensyn til denne siste studien - som ble ledet av Fabo Feng, medlem av CAR -, stolte teamet på data levert av spektrografen Planet Searcher (HARPS) med høy nøyaktighet, radius på ESOs La Silla-observatorium i Chile, og High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) instrument på WM Keck Observatory i Mauna Kea, Hawaii.
Fra dette klarte de å lage en modell som fjernet "bølgelengdeavhengig støy" fra målinger av radial hastighet. Etter å ha brukt denne modellen på undersøkelser laget av tau Ceti, klarte de å få målinger som var følsomme nok til å oppdage variasjoner i stjernens bevegelse så små som 30 cm per sekund. Til slutt konkluderte de med at tau Ceti har et system på ikke mer enn fire eksoplaneter.
Som Tuomi antydet, kan astronomer etter flere undersøkelser og forsøk på å eliminere fremmedstøy endelig ha et klart bilde av hvor mange planeter tau Ceti har, og av hvilken type. "[N] uansett hvordan vi ser på stjernen, ser det ut til at det er minst fire steinete planeter som kretser rundt den," sa han. ”Vi lærer sakte å fortelle forskjellen mellom vingler forårsaket av planeter og de som er forårsaket av den aktive overflaten. Dette gjorde oss i stand til å verifisere eksistensen av de to ytre, potensielt beboelige planetene i systemet. ”
De estimerer videre fra sine raffinerte målinger at disse planetene har masser som spenner fra fire jordmasser (også kalt “superjordene”) til så lave som 1,7 jordmasser, noe som gjør dem til de minste planetene som noen gang er oppdaget rundt en nærliggende sollignende stjerne . Men mest spennende av alt er det faktum at to av disse planetene (tau Ceti e og f) befinner seg i stjernens beboelige sone.
Årsaken til dette er fordi tau Ceti er en G-type (gul dverg) stjerne, som gjør den lik vår egen sol - omtrent 0,78 ganger så massiv og halvparten så lys. I kontrast til det, mange nylig oppdagede eksoplaneter - for eksempel Proxima b og de syv planetene fra TRAPPIST-1 - alle er i bane rundt M-typen (rød dverg) stjerner. Sammenlignet med vår sol, er disse stjernene varierende og ustabile, noe som øker sjansene deres for å strippe atmosfærene til sine respektive planeter.
I tillegg, siden røde dverger er mye mørkere enn vår sol, ville en steinete planet måtte gå i bane veldig nært for å være innenfor deres beboelige soner. På denne typen avstand vil planeten sannsynligvis være tidløst låst, noe som betyr at den ene siden hele tiden vil vende mot solen. Dette gjør også at livets odds på en slik planet er ganske slanke.
På grunn av dette har astronomer gledet seg til å finne flere eksoplaneter rundt stjerner som er nærmere i størrelse, masse og lysstyrke enn våre egne. Men før noen blir for begeistret, er det viktig å merke seg at disse verdenene er Super-Earths - med opptil fire ganger massen av Jorden. Dette betyr at (avhengig av dens tetthet også) alt liv som kan oppstå på disse planetene, vil bli utsatt for betydelig økt tyngdekraft.
I tillegg omgir en massiv avfallsskive stjernen, noe som betyr at disse ytterste planetene sannsynligvis blir utsatt for intensivt bombardement av asteroider og kometer. Dette er ikke akkurat en god idé for potensielt liv på disse planetene! Fortsatt er denne studien veldig oppmuntrende, og av flere årsaker. Utover å finne sterke bevis på eksoplaneter rundt en sollignende stjerne, er målingene som førte til deteksjon de hittil mest følsomme.
I takt med at metodene forbedres, bør forskere komme til grensen på 10 centimeter per sekund på kort tid. Dette er nivået av sensitivt som kreves for å oppdage jordanaloger - også. messingringen for eksoplanettjegere. Som Feng antydet:
"Vår oppdagelse av slike svake vugger er en milepæl i jakten på jordanaloger og forståelsen av jordens brukbarhet gjennom sammenligning med disse analogene. Vi har introdusert nye metoder for å fjerne støyen i dataene for å avsløre de svake planetariske signalene. ”
Tenk på det! På kort tid kan eksoplanettjegere finne en mengde planeter som ikke bare er veldig nærme størrelse og masse til Jorden, men som også går i bane rundt stjernene deres beboelige soner. På det tidspunktet er forskere sikre på å avstå fra definitivt vage uttrykk som "potensielt beboelig" og "jordlignende" og begynner å bruke begreper som "jordanalog" med sikkerhet. Ikke mer tvetydighet, bare den faste overbevisningen om at Jorden ikke er unik!
Med anslagsvis 100 milliarder planeter i vår galakse alene, er vi sikre på å finne flere jordarter her ute. Man kan bare håpe at de har gitt opphav til et komplekst liv som vårt eget, og at de er i humør til å chatte!
