Mulig opdagelse af en ny superjord, der kredser om Proxima Centauri

Astronomer har opdaget en anden kandidat exoplanet, der kredser om vores nabo Proxima Centauri. Et papir, der annoncerer disse resultater, er netop offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt . Hvis bekræftet, det vil være den anden exoplanet, der opdages i kredsløb om stjernen.

Det var store nyheder i 2016, da astronomer opdagede en planet, der kredsede om Proxima Centauri (PC), den nærmeste stjerne til vores sol. den planet, kaldet Proxima b, er potentielt beboelig, og dengang, der var spekulationer om, at vi kunne sende en robotudforsker dertil om kun et par årtier. Opdagelsen af ​​en anden planet, selvom det sandsynligvis er for langt væk fra sin stjerne til flydende vand, er stigende interesse for pc-systemet.

Opdagerne af denne nye planet, Proxima c, sige, at opfølgende observationer er nødvendige for at bekræfte det som en planet. Ændringer i stjerneaktiviteten af ​​Proxima Centauri indikerede tilstedeværelsen af ​​en anden planet. Men de siger også, at de data, de har, ikke kan forklares i form af nogen stjerneaktivitet i sig selv. På grund af dens nærhed, og også dens vinkeladskillelse fra stjernen, det er en førsteklasses kandidat til opfølgende observationer – og endda billeddannelse – med næste generations teleskoper.

Proxima cs masse er omkring halvdelen af ​​Neptuns og dens kredsløb er omkring 1,5 gange Jordens. Dens temperatur er omkring -200 C, hvis det ikke har nogen atmosfære. Proxima Centauri har gennemgået en intens astronomisk undersøgelse i de sidste par år, og det har udelukket tilstedeværelsen af ​​planeter på størrelse med Jupiter mellem 0,8 og 5+ astronomiske enheder fra stjernen. Men at finde Proxima c er stadig overraskende, fordi dens tilstedeværelse udfordrer vores modeller for, hvordan superjord dannes og udvikler sig.

Hovedforfatteren til denne undersøgelse er Mario Damasso fra INAF Astrophysical Observatory i Torino, Italien. Studiet har titlen "En lavmasseplanetkandidat, der kredser om Proxima Centauri i en afstand af 1,5 AU." Den blev offentliggjort den 15. januar, 2020.

Hugh Jones, professor i astrofysik ved Hertfordshire University, var også involveret i undersøgelsen. I en artikel i The Conversation, Jones påpegede, hvor svært det kan være at adskille data, der viser tilstedeværelsen af ​​en planet, fra data, der viser stjerneaktivitet ved værtsstjernen. "Ligesom vores sol, Proxima har pletter forårsaget af områder med intens magnetisk aktivitet, som bevæger sig ind og ud af syne, skiftende i intensitet på en række forskellige tidsskalaer. Disse funktioner skal overvejes, når man søger efter planetariske signaler."

Selvom stjernernes aktivitet ikke matcher dataene, opdagerne er forsigtige, indtil opfølgende observationer enten kan bekræfte eller afkræfte tilstedeværelsen af ​​Proxima c, og definitivt udelukke stjerneaktivitet.

Opdagelsen af ​​denne nye kandidat exoplanet er indeholdt i dette nye papir, men historien går et par år tilbage.

Flere hold af videnskabsmænd har gennemsøgt Proxima Centauri for exoplaneter. Meget af deres arbejde afhang af radialhastighedsdata, især fra ESO's HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher.) Study by study, astronomer har udelukket tilstedeværelsen af ​​visse masseplaneter inden for visse AU-områder fra pc.

En undersøgelse fra 1999 udelukkede tilstedeværelsen af ​​nogen planeter ud over 1700 AUs pc, fordi pc'en selv kredser om Alpha Centauri AB. En undersøgelse fra 2019 satte en øvre grænse på 0,3 Jupiter-masser for enhver planet inden for 10 AU fra PC. Den samme undersøgelse udelukkede tilstedeværelsen af ​​planeter mellem 10 og 50 AU i masseområdet 0,3 til 8 masser af Jupiter. Andre undersøgelser sætter flere begrænsninger.

Men astronomer ved også, at røde dværge er vært for flere små planeter end andre typer stjerner. Så de blev ved med at kigge.

Kan vi virkelig sende et rumfartøj dertil?

Breakthrough Starshot Initiative (BSI) mener, at de kan sende et lille rumfartøj til Proxima Centauri.

Da Centauri b exoplaneten blev opdaget i 2016, BSI kom i gang. De tror, ​​de kan sende et nano-rumfartøj med kameraer til inden for en AU af planeten og returnere billeder meget mere detaljerede, end vi kan håbe på at opnå med noget teleskop. De siger, at de burde være i stand til at returnere billeder, der viser kontinenter og oceaner. På deres hjemmeside, BSI siger "For at opnå sammenlignelig opløsning med et rumteleskop i Jordens kredsløb, teleskopet skal være 300 km i diameter."

Men selvom pc er "tæt på" i astronomisk henseende, det er stadig et enormt stykke væk. 4,2 lysår væk, det ville stadig tage årtier at nå dertil, rejser med 20 % af lysets hastighed (ca. 216, 000, 000 kilometer i timen.) Pt. det hurtigste rumfartøj er NASAs Parker Solar Probe, som vil nå en tophastighed på kun 692, 000 km/t.

Men om vi kan få et rumfartøj der eller ej er kun en del af historien. På grund af dens nærhed, Proxima Centauri-systemet er et observerbart laboratorium til at forstå andre solsystemer. Og dens tilstedeværelse og nærhed kan anspore til yderligere teknologisk udvikling, der er nødvendig for at studere den og andre systemer mere detaljeret.

Som Hugh Jones sagde i sin artikel på The Conversation, "Ultimativt, opdagelsen af ​​flere signaler fra den allernærmeste stjerne viser, at planeter er mere almindelige end stjerner. Proxima repræsenterer et fremragende sted til at forstå de nærmeste exoplaneter og udvikle nye teknologier for bedre at forstå det univers, vi lever i."

Proxima c's eksistens er problematisk, eller i det mindste væsentlige, for vores planetdannelsesmodeller. Blandt superjordiske planeter omkring stjerner med lav masse, som er detekteret ved radial hastighed, Proxima c ville have både den længste periode og den laveste masse. Det ville også være den længste afstand fra sin moderstjerne end frostlinjen i den oprindelige protoplanetariske skive. Frostgrænsen var formentlig på 0,15 AU.

Forfatterne siger, at det er usandsynligt, at Proxima c blev smidt ud fra sin oprindelige position tættere på stjernen på grund af en vis ustabilitet, "fordi dens bane er i overensstemmelse med en cirkulær, og på grund af fraværet af mere massive planeter på kortere kredsløbsafstand."

I deres papir, de siger, "Danningen af ​​en superjord langt ud over snelinjen udfordrer formationsmodeller, ifølge hvilke snelinjen er et sødt sted for tilvæksten af ​​superjord, på grund af ophobning af iskolde faste stoffer på det sted."

Proxima Centauri er en rød dværgstjerne, eller M dværg. Det er omkring 4,2 lysår væk fra solen, gør det til vores nærmeste nabo. Det er den tredje stjerne i et treenigt system, med Alpha Centauri AB-binærstjernen. Proxima Centauri er omkring 13, 000 AU fra Alpha Centauri AB, og blev opdaget i 1915.