V oblasti exoplanetových studií byl v poslední době vzrušující čas! Minulé léto vědci z Evropské jižní observatoře (ESO) oznámili objev planety podobné Zemi (Proxima b) umístěné ve hvězdném systému, který je nejblíže k naší vlastní. A právě před šesti měsíci oznámil mezinárodní tým astronomů objev sedmi skalních planet obíhajících poblíž hvězdy TRAPPIST-1.
Ale v tom, co by mohlo být nejvíce povzbudivým objevem pro ty, kdo doufají, že najdou obyvatelnou planetu za Zemí, mezinárodní tým astronomů právě oznámil objev čtyř kandidátů na exoplanety v systému tau Ceti. Kromě toho, že je blízko Sluneční soustavy - vzdálené pouhých 12 světelných let - je toto zjištění také povzbudivé, protože kandidáti na planetu obíhají kolem hvězdy velmi podobné naší!
Studie, která podrobně popisuje tato zjištění - „Barevný rozdíl způsobuje rozdíl: čtyři kandidáti na planetu kolem Tau Ceti“ - se nedávno objevila online a byla přijata k zveřejnění v Astrofyzikální deník. Tým vedený vědci z Centra pro astrofyziku (CAR) na University of Hertfordshire analyzoval tým tau Ceti pomocí modelu eliminujícího šum a určil tak přítomnost čtyř planet podobných Zemi.
Tento objev byl umožněn díky neustálému zlepšování instrumentace, pozorování a sdílení dat, které umožňují průzkumy stále rostoucí citlivosti. Jak v tiskové zprávě UCSC řekl Steven Vogt, profesor astronomie a astrofyziky v UC Santa Cruz a spoluautor na papíře:
"Nyní konečně překračujeme práh, kde pomocí velmi sofistikovaného modelování velkých kombinovaných datových souborů od více nezávislých pozorovatelů můžeme rozeznat hluk způsobený hvězdnou povrchovou aktivitou od velmi malých signálů generovaných gravitačními tahy z planet obíhajících na Zemi." . “
Toto je nejnovější z dlouhé řady průzkumů tau Ceti, o které se astronomové zajímají po celá desetiletí. V roce 1988 bylo provedeno několik měření radiální rychlosti hvězdného systému, který vylučoval možnost masivních planet na Jupiterových vzdálenostech. V roce 2012 představili astronomové z UC Santa Barabara studii, která naznačovala, že tau Ceti může obíhat kolem pěti exoplanet, z nichž dva byly v obývatelné zóně hvězdy.
Tým za touto studií zahrnoval několik členů, kteří vytvořili tuto nejnovější studii. V té době vedl hlavní autor Mikko Tuomi (University of Hertfordshire, spoluautor poslední univerzity) snahu vyvinout lepší techniky analýzy dat a tuto hvězdu použil jako srovnávací případ. Jak Tuomi vysvětlil, tyto snahy jim umožnily vyloučit dva signály, které byly dříve identifikovány jako planety:
"Přišli jsme s důmyslným způsobem, jak zjistit rozdíl mezi signály způsobenými planetami a signály způsobenými hvězdnou aktivitou." Uvědomili jsme si, že jsme mohli vidět, jak se aktivita hvězd liší na různých vlnových délkách, a pomocí těchto informací oddělit tuto aktivitu od signálů planet. “
Pro účely této nejnovější studie, kterou vedl Fabo Feng, člen CAR, se tým spoléhal na údaje poskytnuté spektrografem HARPS (High Accuracy Radial Valocity Planet Searcher) na observatoři La Silla v Chile v ESO a na Přístroj Echelle Spectrometer s vysokým rozlišením (HIRES) na observatoři WM Keck v Mauna Kea na Havaji.
Z toho dokázali vytvořit model, který odstranil „šum závislý na vlnové délce“ z měření radiální rychlosti. Po použití tohoto modelu na průzkumy z tau Ceti byli schopni získat měření, která byla dostatečně citlivá na to, aby detekovala změny v pohybu hvězdy jen 30 cm za sekundu. Nakonec dospěli k závěru, že tau Ceti nemá systém více než čtyř exoplanet.
Jak Tuomi naznačil, po několika průzkumech a pokusech o odstranění cizího šumu mohou astronomové konečně získat jasný obrázek o tom, kolik planet má tau Ceti a jaký typ. "Nezáleží na tom, jak se díváme na hvězdu, zdá se, že na ní obíhají nejméně čtyři skalnaté planety," řekl. "Pomalu se učíme rozlišovat mezi vlnami způsobenými planetami a vlnami způsobenými hvězdným aktivním povrchem." To nám umožnilo v zásadě ověřit existenci dvou vnějších, potenciálně obyvatelných planet v systému. “
Ze svých vycibrených měření dále odhadují, že tyto planety mají masy v rozsahu od čtyř hmot Země (tzv. „Super-Země“) až do hmotnosti 1,7 Země, což je činí mezi nejmenšími planetami, které kdy byly detekovány kolem nedaleké hvězdy podobné Slunci . Ale nejzajímavější ze všech je skutečnost, že dvě z těchto planet (tau Ceti e a f) jsou umístěny v obytné zóně hvězdy.
Důvodem je to, že tau Ceti je hvězdou typu G (žlutý trpaslík), díky níž je podobná našemu vlastnímu slunci - asi 0,78krát hmotnější a polovina jasnější. Naproti tomu mnoho nedávno objevených exoplanet - jako je Proxima ba sedm sedmi planet TRAPPIST-1 - všechny obíhají kolem hvězd M typu (červený trpaslík). Ve srovnání s naším Sluncem jsou tyto hvězdy proměnlivé a nestabilní, což zvyšuje jejich šance na odstranění atmosféry jejich příslušných planet.
Navíc, protože červení trpaslíci jsou mnohem slabší než naše Slunce, skalnatá planeta by k nim musela obíhat velmi těsně, aby byla v jejich obyvatelných zónách. V této vzdálenosti by byla planeta pravděpodobně uzamčena, což znamená, že jedna strana bude neustále směřovat ke slunci. Také to způsobuje, že šance na život na jakékoli takové planetě jsou velmi malé.
Z tohoto důvodu se astronomové těšili na nalezení více exoplanet kolem hvězd, které jsou svým rozměrům, hmotností a jasem blíže. Než se však někdo příliš rozruší, je důležité si uvědomit, že tyto světy jsou super-Země - až čtyřikrát více než Země. To znamená, že (v závislosti také na jejich hustotě) by jakýkoli život, který by se mohl objevit na těchto planetách, byl vystaven významně zvýšené gravitaci.
Hvězda navíc obklopuje obrovský disk s troskami, což znamená, že tyto nejvzdálenější planety jsou pravděpodobně vystaveny intenzivnímu bombardování asteroidy a komety. Není to přesně dobré pro potenciální život na těchto planetách! Tato studie je přesto velmi povzbuzující az řady důvodů. Kromě nalezení silných důkazů o exoplanetách kolem hvězdy podobné Slunci jsou dosud nejcitlivější měření, která vedla k jejich detekci.
V míře, v jaké se jejich metody zlepšují, by se měli vědci v žádném okamžiku dostat na hranici 10 centimetrů za sekundu. Toto je úroveň citlivě potřebná pro detekci analogů Země - aka. mosazný prsten pro lovce exoplanet. Jak naznačil Feng:
„Naše detekce takových slabých kolísání je milníkem při hledání analogů Země a porozumění obyvatelnosti Země porovnáním s těmito analogy. Zavedli jsme nové metody pro odstranění šumu v datech, abychom odhalili slabé planetární signály. “
Přemýšlej o tom! V žádném okamžiku nemohli lovci exoplanet najít nepřeberné množství planet, které jsou nejen velmi blízké co do velikosti a hmotnosti Země, ale také obíhají v zónách obývajících jejich hvězdy. V tomto okamžiku se vědci jistě vzdají rozhodně vágních termínů jako „potenciálně obyvatelný“ a „podobný Zemi“ a začnou s jistotou používat pojmy jako „analog země“. Už žádná nejednoznačnost, pouze pevné přesvědčení, že Země není jedinečná!
S odhadem 100 miliard planet v naší galaxii jsme si jisti, že zde najdeme několik Zemí. Dá se jen doufat, že dali vzniknout složitému životu, jako je ten náš, a že mají náladu chatovat!
