En superjord fundet i vores stjernede baggård

Den potentielle opdagelse af en planet, der kredser om Barnards stjerne – det næstnærmeste stjernesystem til solen – blev annonceret af forskere i dag i Nature.

Denne opdagelse skubber grænserne for, hvad vi kan gøre med vores bedste nuværende astronomiske instrumentering, så forfatterne er forståeligt nok forsigtige med at påstå en "planetkandidat", snarere end en bekræftet opdagelse.

Den nye exoplanet (hvis den eksisterer) er en iskolt verden lidt over tre gange Jordens masse, og er kun blevet afsløret som et resultat af en udtømmende søgning af hold over hele kloden.

Så hvad betyder dette fund, og hvorfor er det vigtigt?

Barnard's Star – en gammel kosmisk rivebane

Lyser 16 gange for svagt til at se med det blotte øje, Barnard's Star er en gammel rød dværg - betydeligt ældre end solen. Bortset fra Alpha Centauri-systemet, det er den nærmeste stjerne til solsystemet.

Barnard's Stars største påstand om berømmelse er den hastighed, hvormed den rives hen over nattehimlen. Den bevæger sig så hurtigt mod baggrundsstjernerne, at den ville krydse fuldmånens diameter om lidt over 100 år.

I midten af ​​forrige århundrede, Astronom Peter van de Kamp var overbevist om, at Barnards stjerne var ledsaget af to Jupiter-masseplaneter. Gennem flere årtier, fra slutningen af ​​1930'erne, han studerede stjernen, tager utallige billeder, og observere den bevæge sig mod baggrundsstjernerne.

I stedet for at bevæge sig i en lige linje, hans observationer antydede, at Barnards stjerne vaklede, mens den bevægede sig, gyngende frem og tilbage, som om de blev trukket af usynlige ledsagere. Hans data påkaldte tilstedeværelsen af ​​to planeter, der trak stjernen rundt, mens den bevægede sig gennem rummet.

Men trods deres bedste indsats, astronomer andre steder kunne ikke finde beviser for van de Kamps verdener. Hvor hans observationer viste en vaklende stjerne, deres viste ingen sådan slingre - bare en lineær bevægelse gennem rummet.

Hvad sker der? van de Kamps observationer blev foretaget ved hjælp af et stort brydningsteleskop, og astronomer indså til sidst, at teleskopets hovedobjektivlinse var blevet renset og modificeret flere gange i løbet af årtierne af hans undersøgelse. Disse ændringer fik den tilsyneladende position af Barnard's Star til at skifte frem og tilbage i forhold til de mere blå baggrundsstjerner.

Jupiter-masseplaneterne omkring Barnards stjerne var ikke mere.

Successive undersøgelser udelukkede stadig mindre planeter. Astronomer er nu sikre på, at der ikke findes nogen planet større end ti jordmasser i systemet. Hvilket bringer os til vores nye fund.

Den nye opdagelse

Den nye kandidatplanet, Barnards stjerne b, menes at have en masse mellem Jordens og Neptuns i solsystemet. Selvom der ikke findes en sådan planet i vores baggård, Kepler-rumfartøjet afslørede, at sådanne planeter er almindelige i kosmos.

Barnards Star b kredser om sin vært i en afstand af 60 millioner kilometer. Det kan tyde på en varm, tempereret verden – men Barnards stjerne er et dunkelt objekt, langt mindre lysende end solen. Som resultat, Barnards stjerne b ligger ud over det, der er kendt som islinjen, så langt fra stjernen, at vand ville fryse hårdere end sten. Det betyder, at det skal være en kold verden.

Men den iskolde bane øger vores tillid til, at planeten virkelig kunne være der. Planeter dannes over millioner af år i skiver af materiale omkring unge stjerner. Støvkorn (og is) støder langsomt sammen, voksende stadig større verdener. Til sidst, skiven af ​​gas og støv er blæst væk, efterlader de planeter, den har dannet.

Dette forudsiger, at planeter vil dannes hurtigst, og vokser hurtigst, lige ud over islinjen, hvor tilstedeværelsen af ​​vandis i høj grad vil øge mængden af ​​fast materiale til rådighed for den voksende verden.

Med andre ord, den mest massive planet i et givet system bør dannes lige ud over islinjen. Det er sandt i solsystemet (Jupiter), og virker også sandt for Barnards Stjerne – hvis planeten virkelig eksisterer.

Fremtiden – et rettidigt fund

Hvis Barnard's Star b eksisterer, dens opdagelse kunne ikke være kommet på et mere passende tidspunkt. Da det kredser om en af ​​solsystemets nærmeste naboer, det er et perfekt mål for fremtidige observationer.

Der er et par måder, hvorpå planetens eksistens kan verificeres. I den nærmeste fremtid, svaret kan komme fra rumfartøjet GAIA, som har brugt de sidste par år på at måle de præcise placeringer og afstande for omkring to milliarder stjerner på nattehimlen.

Hver gang GAIA observerer Barnards stjerne, den måler sin placering med en præcision, der er langt større end noget tidligere observatorium kunne klare. Hvis der er en planet, der kredser om stjernen, tre gange Jordens masse, den samme teknik, som van de Kamp går ind for, burde afsløre dens tilstedeværelse.

I det kommende årti, den næste generation af astronomiske observatorier vil revolutionere vores evne til at kigge ind i rummet tæt på de nærmeste stjerner, leder efter det svage skær fra deres planeter, reflekterer lyset fra deres værtsstjerner.

Fordi Barnards stjerne er så tæt på, adskillelsen mellem planeten og stjernen på himlen vil være relativt stor. Hvis planeten virkelig er der, vi vil sandsynligvis få vores første direkte billeder, der bekræfter dens eksistens inden for de næste ti år.

Udover det? Hvem ved. En ting vi har lært gennem exoplanet-æraen er, at hvor en planet lurer, flere følger helt sikkert. Hvis eksistensen af ​​Barnard's Star b bekræftes, det kan indikere, at der er andre, mindre verdener, der kredser om denne gamle stjerne.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.