Astronomer kunne have afbildet en planet med ringmærker omkring Proxima Centauri

I 2016 astronomer, der arbejder for European Southern Observatory (ESO), bekræftede eksistensen af ​​en jordisk planet omkring Jordens nærmeste stjernenabo - Proxima Centauri. Opdagelsen af ​​denne nærliggende ekstrasolare planet (Proxima b) forårsagede ingen mangel på spænding, fordi, ud over at være af samme størrelse som Jorden, det viste sig at kredse inden for stjernens beboelige zone (HZ).

Takket være et INAF ledet team, en anden exoplanet (en superjord) blev fundet tidligt i år omkring Proxima Centauri ved hjælp af Radial Velocity Method. Baseret på adskillelsen mellem de to planeter, et andet INAF-ledet hold forsøgte at observere denne planet ved hjælp af Direct Imaging Method. Selvom det ikke er helt vellykket, deres observationer rejser muligheden for, at denne planet har et system af ringe omkring sig, meget ligesom Saturn.

Af hensyn til deres studie, som for nylig udkom i bladet Astronomi og astrofysik , holdet stolede på data opnået af Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) instrumentet på ESO's Very Large Telescope (VLT). Dette ekstreme adaptive optiksystem og koronagrafiske facilitet er dedikeret til karakterisering af exoplanetsystemer ved optiske og nær-infrarøde bølgelængder.

Årevis, SPHERE har afsløret eksistensen af ​​protoplanetariske skiver omkring fjerne stjerner, noget, der er ekstremt svært at gøre ved brug af konventionel optik. Imidlertid, dette særlige sæt data blev indsamlet under den fireårige SpHere INfrared survey for Exoplanets (SHINE) undersøgelse, hvor SPHERE blev brugt til at afbilde 600 nærliggende stjerner i det nær-infrarøde spektrum.

Stoler på SPHEREs høje kontrast og høje vinkelopløsning, Formålet med denne undersøgelse var at karakterisere nye planetsystemer og udforske, hvordan de blev dannet. Et sådant system var Proxima Centauri, en lavmassestjerne af M-typen (rød dværg) beliggende kun 4,25 lysår fra vores solsystem. På tidspunktet for undersøgelsen, som løb fra til, eksistensen af ​​Proxima c var endnu ikke kendt.

Ligesom Proxima b, Proxima c blev opdaget ved hjælp af Radial Velocity (alias Doppler Spectroscopy) metoden. Dette består i at måle en stjernes bevægelse frem og tilbage (eller "wobble") for at afgøre, om den bliver påvirket af tyngdekraften fra et system af planeter. Imidlertid, holdet var overbevist om, at hvis Proxima c producerede et stort nok signal i infrarød, SPHERE ville have opdaget det.

Som holdet - som blev ledet af Raffael Gratton fra Astronomical Observatory of Padova - forklarede deres metoder i deres undersøgelse:"Vi søgte efter en pendant i SPHERE-billeder erhvervet i løbet af fire år gennem SHINE-undersøgelsen. For at tage højde for den forventede store planetens kredsløb, vi brugte en metode, der antager den cirkulære bane opnået fra radiale hastigheder og udnytter sekvensen af ​​observationer, der er erhvervet tæt på kvadratur i kredsløbet. Vi kontrollerede dette med en mere generel tilgang, der overvejer keplerisk bevægelse, K-stabler."

Desværre, SPHERE-dataene afslørede ingen klare påvisninger af Proxima c. Det, de fandt, var et kandidatsignal, der havde et stærkt signal/støjforhold, og at orienteringen af ​​dets orbitalplan passede godt til et tidligere billede taget ved hjælp af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array's (ALMA).

Imidlertid, de bemærkede også, at dets position og orbitale bevægelse (alias astrometrisk signal) ikke var i overensstemmelse med, hvad der blev observeret af ESA's Gaia-mission. Sidst, men ikke mindst, de fandt ud af, at kandidaten havde en uventet høj tilsyneladende lysstyrke (aka. flux) en planet, der kredsede om en rød dværgstjerne. På grund af dette, holdet kunne ikke med sikkerhed sige, om det, de observerede, faktisk var Proxima c.

Imidlertid, dette sidste punkt rejste en anden mulighed, som holdet skulle overveje, at den usædvanlige lysstyrke kan være resultatet af et cirkumplanetært materiale. Med andre ord, de teoretiserer, at lysstyrken kan være forårsaget af et ringsystem omkring Proxima c, som ville udstråle yderligere lys i det infrarøde spektrum og bidrage til den samlede lysstyrke. Som de forklarer:

"I dette tilfælde forestiller vi os enten et iøjnefaldende ringsystem, eller støvproduktion ved kollisioner inden for en sværm af satellitter, eller fordampning af støv, der øger planetens lysstyrke. Dette ville være usædvanligt for ekstrasolare planeter, med Fomalhaut b, for hvilke der ikke er nogen dynamisk massebestemmelse, som det eneste andet mulige eksempel."

Dette gør Proxima c til et primært mål for opfølgende undersøgelser ved hjælp af målinger af radial hastighed, nær-infrarød billeddannelse, og andre metoder. Ud over, næste generations teleskoper som Thirty Meter Telescope (TMT), Giant Magellan Telescope (GMT), og ESO's Extremely Large Telescope (ELT), vil være velegnet til at udføre direkte billedundersøgelser af dette system for at detektere Proxima c.

Hvad mere er, hvis det lykkes astronomer at bekræfte, at den kandidat, der ses her, var Proxima c, så er det sandsynligt, at Breakthrough Starshot vil være med i handlingen! Årevis, denne organisation har arbejdet hen imod målet om at sende en gram-skala wafercraft til Alpha Centauri-systemet ved hjælp af rettet energifremdrift. Lige siden opdagelsen af ​​Proxima b, der har været talt om også at flyve forbi Proxima Centauri.

Ikke alene ville dette rumfartøj være i stand til at få et nærbillede af Proxima b, den kunne også svinge forbi Proxima c og få nogle snapshots af planeten og dens (mulige) ringsystem. Uanset, hvis holdets resultater bekræftes, det vil være første gang, der blev foretaget direkte billeddannelse af en planet opdaget fra målinger af radial hastighed, og anden gang, hvor refleksioner fra cirkumplanetært materiale fandt sted (efter Fomalhaut b).

I hvert fald disse resultater kan have betydelige konsekvenser for fremtidige undersøgelser og karakteriseringen af ​​Proxima Centauri.