Izgalmas idő volt az exoplanet tanulmányok területén az utóbbi időben! Tavaly nyáron az Európai Déli Megfigyelőközpont (ESO) kutatói bejelentették egy Föld-szerű bolygó (Proxima b) felfedezését, amely a sajáthoz legközelebbi csillagrendszerben található. És mindössze hat hónappal ezelőtt egy nemzetközi csillagászok csapata hét sziklás bolygó felfedezését jelentette be, amelyek a közeli csillag, a TRAPPIST-1 körül keringnek.
De mi lehet a legbátorítóbb felfedezés azok számára, akik abban reménykednek, hogy a Földön túl élhető bolygót találnak, egy nemzetközi csillagászcsoport éppen bejelentette, hogy a tau Ceti rendszerben négy exoplanet jelöltöt fedez fel. Eltekintve attól, hogy közel van a Naprendszerhez - mindössze 12 fényévnyire - ez a felfedezés szintén biztató, mert a bolygó jelöltje egy olyan csillagot kering, amely nagyon hasonló a miénkhez!
Az ezeket a megállapításokat részletező tanulmány - „A színkülönbség különbséget tesz: négy bolygójelölt a tau Ceti környékén” - nemrégiben megjelent az interneten, és elfogadásra került a Astrophysical Journal. A Hertfordshire-i Egyetem Asztrofizikai Kutatóközpontjának (CAR) kutatói vezetésével a csoport a tau Ceti-t zajszűrő modell segítségével elemezte, hogy meghatározzák négy Föld-szerű bolygó jelenlétét.
Ez a felfedezés a műszerezés, a megfigyelés és az adatmegosztás folyamatos fejlesztéseinek köszönhetően vált lehetővé, amelyek lehetővé teszik az egyre növekvő érzékenységű felméréseket. Mint Steven Vogt, az UC Santa Cruz csillagászati és asztrofizikai professzora, és a cikkben szereplő társszerző, az UCSC sajtóközleményében mondta:
„Végül átlépünk egy küszöböt, ahol a több független megfigyelőből származó nagy kombinált adatkészletek nagyon kifinomult modellezésével szétbonthatjuk a csillagok felszíni aktivitása miatti zajt a Föld méretű keringő bolygók gravitációs vontatóinak által generált nagyon apró jelekből. .”
Ez a legújabb a tau Ceti hosszú távú felméréseiben, amely évtizedek óta érdekli a csillagászokat. 1988-ig több csillagrendszeri sebességmérést végeztünk a csillagrendszerben, amelyek kizárták a hatalmas bolygók lehetőségét Jupiter-szerű távolságra. 2012-ben az UC Santa Barabara csillagászai tanulmányt mutattak be, amely rámutatott arra, hogy a tau Ceti-t öt exoplaneta keringheti, amelyek közül kettő a csillag lakhatósági zónájában található.
A tanulmány mögött meghúzódó csoportban több olyan tag vett részt, akik elkészítették ezt a legújabb tanulmányt. Abban az időben a vezető szerző Mikko Tuomi (a Hertfordshire-i Egyetem, a legutóbbi társszerzője) jobb adatanalízis-technikák kidolgozására tett erőfeszítéseket, és ezt a csillagot referencia esetként használta. Mint Tuomi elmondta, a tézisek lehetővé tették számukra, hogy kizárják a jelek közül azt a két jelet, amelyet korábban bolygóknak azonosítottak:
„Ötletes módszerrel állítottuk fel a különbséget a bolygók és a csillag tevékenységei által keltett jelek között. Rájöttünk, hogy láthatjuk, hogy a csillag tevékenysége hogyan különbözik különböző hullámhosszon, és felhasználhatjuk ezt az információt arra, hogy elkülönítsük ezt a tevékenységet a bolygók jeleitől. ”
A legfrissebb tanulmány érdekében - amelyet a CAR tagja Fabo Feng vezetett - a csoport az ESO chilei La Silla obszervatóriumában a nagy pontosságú sugársebességű bolygón kereső (HARPS) spektrográf adataira támaszkodott. Nagyfelbontású Echelle spektrométer (HIRES) műszer a WM Keck Obszervatóriumban, Mauna Kea, Hawaii.
Ebből képesek voltak olyan modellt létrehozni, amely eltávolította a „hullámhosszfüggő zajt” a sugárirányú sebességmérésből. Miután ezt a modellt alkalmazták a tau Ceti felméréseire, képesek voltak olyan méréseket kapni, amelyek elég érzékenyek voltak a csillag mozgásának másodpercenkénti 30 cm-es változásainak észlelésére. Végül arra a következtetésre jutottak, hogy a tau Ceti legfeljebb négy exoplaneett rendszerrel rendelkezik.
Mint Tuomi rámutatott, több felmérés és az idegen zaj kiküszöbölésére tett kísérletek után a csillagászoknak végre világos képet kaphatnak arról, hogy hány bolygó van a tau Ceti-ben és milyen típusú. "Nem számít, hogyan nézünk a csillagra, úgy tűnik, hogy legalább négy sziklás bolygó kering ezen a környéken" - mondta. „Lassan megtanuljuk megmondani a különbséget a bolygók és a csillagok aktív felülete által okozott hullámok között. Ez lehetővé tette számunkra, hogy alapvetően ellenőrizzük a két külső, potenciálisan életképes bolygó létezését a rendszerben. ”
Finomított méréseik alapján becsülik továbbá, hogy ezeknek a bolygóknak a tömege négy Föld tömegtől (más néven „szuper Földnek”) egészen 1,7 Föld tömegig terjed, így azok a legkisebb bolygók közé tartoznak, amelyeket valaha is észleltek egy közeli napsütéses csillag körül . De a legizgalmasabb az a tény, hogy e bolygók közül kettő (tau Ceti e és f) a csillag lakóövezetében helyezkedik el.
Ennek oka az, hogy a tau Ceti egy G-típusú (sárga törpe) csillag, ami hasonlít a saját Napunkhoz - körülbelül 0,78-szor tömegebb és fele olyan fényes. Ezzel szemben sok nemrégiben felfedezett exoplaneta - például a Proxima b és a TRAPPIST-1 hét bolygója - az összes pálya M-típusú (vörös törpe) csillaga. A Napunkhoz képest ezek a csillagok változóak és instabilok, növelve annak esélyét, hogy megfosztják a megfelelő bolygónk légkörét.
Ezenkívül, mivel a vörös törpék sokkal tompabbak, mint a mi Napunk, egy sziklás bolygónak nagyon közel kellene keringnie hozzájuk ahhoz, hogy az életképes zónájukban maradjanak. Ilyen távolságra a bolygó valószínűleg árapály-zárral zárul, vagyis az egyik oldal állandóan a Nap felé néz. Ez is nagyon vékonyá teszi az élet esélyeit az ilyen bolygókon.
Emiatt a csillagászok arra számítanak, hogy még több exoplanetot találnak olyan csillagok körül, amelyek mérete, tömege és fényereje közelebb áll a miénkhez. De mielőtt valaki túl izgatott lenne, fontos megjegyezni, hogy ezek a világok Föld-Föld - akár a Föld tömegének akár négyszeresét is meghaladhatja. Ez azt jelenti, hogy (a sűrűségtől függően is) minden életre, amely ezen a bolygón felmerülhet, jelentősen megnövekszik a gravitáció.
Ezen felül egy hatalmas törmelék tárolja a csillagot, ami azt jelenti, hogy ezeket a legkülső bolygókat valószínűleg az aszteroidák és üstökösök intenzív bombázásnak vetik alá. Ez nem igazán érinti a potenciális életet ezen a bolygón! Ez a tanulmány mégis nagyon bátorító, és több okból is. A napbarát csillag körül az exoplanetek erős bizonyítékainak felismerése mellett a felmérésükhöz vezető mérések a legérzékenyebbek a mai napig.
Annak sebességén, hogy módszereik javulnak, a kutatóknak egyáltalán nem szabad elérni a másodpercenkénti 10 centiméter határt. Ez a Föld analógok érzékelésére érzékenyen szükséges szint - más néven. a sárgaréz gyűrű az exoplanet vadászok számára. Ahogy Feng jelezte:
Az ilyen gyenge hullámok észlelése mérföldkő a Föld analógjainak keresésében és a Föld alkalmazhatóságának megértésében az ezekkel az analógokkal történő összehasonlítás révén. Új módszereket vezetünk be az adatok zajának eltávolítására a gyenge bolygói jelek feltárása céljából. "
Gondolj rá! Az exoplanet vadászok egyáltalán nem találtak olyan bolygók sokaságát, amelyek mérete és tömege nem csak nagyon közel áll a Földhöz, hanem csillagjaik körüli körüli körüli körüli pályára is keringnek. Ezen a ponton a tudósok biztosan elhagyják az olyan határozottan homályos kifejezéseket, mint például a „potenciálisan életképes” és a „Földszerű”, és magabiztosan kezdik el használni a „Föld-analóg” kifejezéseket. Nincs több kétértelműség, csak az a szilárd meggyőződés, hogy a Föld nem egyedi!
Becslések szerint 100 milliárd bolygónkkal csak a galaxisunkban biztosak vagyunk abban, hogy itt találunk több Földet. Csak remélhetjük, hogy olyan bonyolult élethez vezettek, mint a miénk, és hogy készen áll a csevegésre!
