A Földtől 4,37 fényév távolságban az Alpha Centauri a legközelebbi csillagrendszer a sajátunkhoz. Generációkon át a tudósok és a spekulatív gondolkodók gondolkodtak azon, vajon létezhet-e olyan bolygórendszer, mint a saját Napunk, és létezhet-e ott élet vagy sem. Sajnos a napfény nélküli bolygók ezen csillagrendszerben történő felkutatására irányuló közelmúltbeli erőfeszítések kudarcot valltak, és a lehetséges detektálások később az adatokban szereplő tárgyak eredményei.
E sikertelen erőfeszítésekre reagálva több ambiciózus projektet dolgoznak ki az Alpha Centauri körüli egzoplanetak megtalálására. Ide tartoznak a közvetlen képalkotó űrtávcsövek, mint például a Project Blue, és a Breakthrough Starshot néven ismert csillagközi interakció. De a Yale Egyetem kutatói által vezetett új tanulmány szerint a meglévő adatok felhasználhatók a bolygók valószínűségének meghatározására ebben a rendszerben (sőt, melyik is).
A közelmúltban jelent meg az eredményeket részletező tanulmány A csillagászati folyóirata „Bolygódetektálhatóság az Alpha Centauri rendszerben” cím alatt. A tanulmányt Lily Zhao vezette, a Yale Egyetem végzős hallgatója és a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) munkatársa. A tanulmányt Debora Fischer, John Brewer és Matt Giguere készítette a Yale-ből és Bárbara Rojas-Ayala az Egyetemen. Andrés Bello Chilében.
Tanulmányaik érdekében Zhao és csapata mérlegelte, hogy eddig sikertelenek voltak azon erőfeszítések, amelyek célja a bolygók megtalálása a legközelebbi csillagrendszerben. Ez meglepő, ha figyelembe vesszük, hogy statisztikailag az Alpha Centaurinak valószínűleg van-e rendszere, ha saját. Ahogyan Fischer professzor rámutatott a Yale News legfrissebb sajtóközleményében:
„Az univerzum elmondta nekünk, hogy a bolygók leggyakoribb típusai a kicsi bolygók, és tanulmányunk kimutatja, hogy pontosan ezek azok, amelyek a leginkább keringnek az Alfa Centauri A és B környékén. Mivel az Alpha Centauri olyan közel van, ez az első állomásunk. a Naprendszerünkön kívül. Szinte biztos, hogy kicsi, sziklás bolygók vannak az Alfa Centauri A és B körül. ”
Amellett, hogy a Yale Egyetemen csillagászati professzor volt, Debora Fischer a Yale Exoplanets Group egyik vezetője. A terület szakértőjeként Fischer éve évtizedeit az exoplanetek kutatására és a Föld analógjainak a Naprendszerünkön kívüli kutatására fordította. A NASA és a Nemzeti Tudományos Alapítvány által nyújtott részleges finanszírozással a csoport a legújabb exoplanet-vadászati eszközök által összegyűjtött adatokra támaszkodott.
Ezek között volt a CHIRON, a kis-és közepes méretű apertúrájú távcsőrendszerre (SMARTS) felszerelt spektrográf, a chilei Cerro Telolo-Amerikaközi Megfigyelő Intézetben (CTIO). Ezt a műszert a Fischer csapata készítette, és az általa szolgáltatott adatokat egyesítették a nagy pontosságú radiális sebességű bolygókeresővel (HARPS) és az ultraibolya és vizuális echelle spektrográf (UVES) műszerekkel az ESO nagyon nagy távcsövején (VLT).
Az ezen eszközök által összegyűjtött tíz éves adatok felhasználásával Zhao és kollégái ezután létrehoztak egy hálózati rendszert az Alpha Centauri rendszerhez. Ahelyett, hogy a létező bolygók jeleit keresték, az adatok felhasználásával kizárták, hogy milyen bolygók nem létezhetnek ott. Amint Zhao e-mailben elmondta a Space Magazine-nak:
„Ez a tanulmány abban volt különös, hogy az Alpha Centauri rendszer meglévő adatait nem bolygók megtalálására, hanem annak jellemzésére használta, amelyek nem létezhetnek. Ezzel több információt kapott a rendszer egészéről, és útmutatást nyújt e különlegesen karizmatikus rendszer jövőbeni megfigyeléseihez.
Ezenkívül a csoport elemezte a csillagok kémiai összetételét az Alpha Centauri rendszerben, hogy többet megtudjon arról, hogy milyen anyagokból állhat rendelkezésre bolygók. Az Alfa Centauri három csillagán (Alfa, Beta és Proxima) különböző távcsövek által végrehajtott megfigyelési kampányok eredményeként kapott különféle értékek alapján korlátozásokat tudtak készíteni arra, hogy milyen bolygók létezhetnek ott.
"Megállapítottuk, hogy a meglévő adatok kizárják a bolygót az életképes övezetben 53 Föld tömeg felett az alfa Centauri A, 8,4 föld tömeg az Alfa Centauri B esetében és 0,47 föld tömeg a Proxima Centauri esetében" - mondta Zhao. "Ami a kémiai összetételt illeti, úgy találtuk, hogy a szén / oxigén és a magnézium / szilícium aránya az Alpha Centauri A és B viszonylag hasonló a Napéhoz."
Alapvetően kutatásuk eredményei ténylegesen kizárták a Jupiter méretű gáz óriások lehetőségét az Alpha Centauri rendszerben. Az Alpha Centauri A esetében ezenkívül azt találták, hogy létezhetnek olyan bolygók, amelyek kevesebb, mint 50 Föld tömegűek, míg az Alpha Centauri B bolygói 8 Föld tömegnél kisebbek lehetnek. A Proxima Centauri esetében, amelyről tudjuk, hogy legalább egy Föld-szerű bolygónk van, úgy határoztak, hogy lehet, hogy a Föld tömegének kevesebb mint felénél kevesebb is van.
Amellett, hogy reményt kínál az exoplanet vadászok számára, ez a tanulmány néhány érdekes hatással jár a bolygó életképességére. Alapvetően a sziklás bolygók jelenléte a rendszerben biztató; de gáz óriások nélkül hiányozhat a kulcsfontosságú összetevő a bolygók életképességének biztosításában.
"Csak a legközelebbi csillagszomszédaink körül még mindig lehetnek lakható, földtömegű bolygók, de nincs olyan gáz óriás sem, amely veszélyeztetheti ezen potenciálisan lakható, sziklás bolygók fennmaradását" - mondta Zhao. "Ezen túlmenően, ha ezek a bolygók léteznek, akkor valószínűleg hasonló összetételűek lesznek a saját Földünkkel, tekintettel az Alpha Cen A / B és a szeretett Napunk hasonlóságaira."
Jelenleg nincs olyan eszköz, amely megerősítené az expolanetek létezését az Alpha Centauri-ban. De amint Zhao jelezte, ő és csapattársai optimizmussá válnak abban, hogy a jövőbeli felmérések kellő érzékenységgel bírnak:
"[T] a hónapja során számos új generációs műszer üzembe helyezését ígérte, hogy pontosan pontosan megismerjék ezeket a lehetséges bolygókat a közeljövőben. Ez az elemzés azt mutatta, hogy mindenképpen megéri, hogy megnézze!"
Ide tartoznak az ESO által épített Echelle SPectrograph a Sziklás Exoplanet és Stabil Spektroszkópiai Megfigyelésekhez (ESPRESSO) - amelyet nemrég telepítettek a Paranal Obszervatóriumban -, és az EXtreme PREcision Spektrométert (EXPRES), amelyet a Yale Egyetemen építettek. Ez utóbbi eszköz jelenleg egy megfigyelési futást hajt végre az arizonai Lowell Obszervatóriumban, amelyben Zhao is részt vesz.
"Ezek a műszerek 10-30 cm / s pontosságot ígérnek, és képeseknek kell lenniük még sok más kisebb és távolabbi bolygó felismerésére - például a Centauri csillagok körüli lakható bolygókra" - mondta Zhao. "E két eszköz látótere kissé eltér (az ESPRESSO a déli féltekén helyezkedik el, ahol Alpha Centauri található, míg az EXPRES az északi féltekén fekszik, például ahol a Kepler és sok K2 mező található)."
A rendelkezésükre álló új eszközökkel, valamint olyan módszerekkel, mint amilyeneket Zhao és csapata fejlesztett ki, a Földhez legközelebbi csillagrendszer biztosan valódi kincslelőré válik a csillagászok és az exoplanet vadászok számára az elkövetkező években. És bármi, amit találunk, minden bizonnyal közvetlen kutatások célpontjaivá válik olyan csoportok számára, mint a Projekt Kék és a Breakthrough Starshot. Ha ET szomszédságban lakik, akkor biztosan hamarosan meghalljuk!
