Den frosne superjord i bane til stjernen fra Barnard: hvad skjuler vores "nabo"?

Hver aften sorterer stjerner, astronomernærmer sig for at finde ud af, hvor fuldt vores univers er - eller i det mindste vores galakse. Et kvart århundrede efter, at de første eksoplaneter blev fundet i kredsløb af andre stjerner, viste statistiske data, at i gennemsnit hver stjerne i Mælkevejen skulle have mindst en planet ved sin side. Hvis du kigger tæt nok i lang tid i nærheden af ​​hver enkelt stjerne i vores galakse, vil du før eller senere næsten helt sikkert finde noget.

Nogle genstande i rummet synes meget tæt, selvom de er meget langt væk.

Men selv et overfyldt univers kan væreensomt sted. Vores planetrige mælkevej kan være helt livløs. Af alle de kendte verdener i galaksen ligner kun en håndfuld planeter Jorden i størrelse og placering i kredsløb - det vil sige, de befinder sig i den betingede levedygtige “Guldlåsezone”. En sådan verden bør ikke være for stor, ikke for lille, ikke for varm og ikke for kold til at opretholde tilstanden af ​​flydende vand og liv på dens overflade. I stedet svarer de fleste af planeterne på Mælkevejen ikke til nogen forestillinger om vitalitet: disse er "superjord", som er større end vores planet, men mindre end Neptun. Der er ingen superjordar, der kredsede rundt om vores sol og kunne studeres direkte, så det er meget vanskeligt at finde ud af, hvordan de opfører sig i nærheden af ​​andre stjerner. Under alle omstændigheder forekommer det at være meget naivt at få livets fitness til en smal ramme, set i betragtning af hvor lidt vi ved,.

Indholdet

• 1 Goldilocks Zone
• 2 Frozen SuperEarth
• 3 Rumhistorie
• 4 Sådan skyder du rumgenstande?

Goldilocks Zone

Forsøger at klare disse astrobiologiskeI gåder drømmer videnskabsmænd om nye generationer af teleskoper og rumfartøjer for at finde og studere tegn på liv og mulig liv uden for solsystemet.

Men beviserne tilbageviser de ensomme, menet overfyldt univers, måske på armlængde og taler stjernernes sprog. I 2016 viste undersøgelser, at en planet på størrelse med Jorden er meget tæt, i moderat bane nær det mindste medlem af Alpha Centauri-familien, et tre-stjernet system 4,4 lysår fra vores sol. Desuden afslørede en anden kedelig søgning efter den nærmeste nabo til vores solsystem, stjernerne i Barnard, nogle seks lysår fra os, også en passende planet der. Dette er en stor, kold superjord, der hedder Barnard's Star b.

Du vil være interesseret: Hvad bliver udforskningen af ​​rummet i 2069?

Et internationalt team på over 60 astronomer,Ved hjælp af observatorier rundt om i verden detaljerede hun opdagelsen af ​​planeten i november 14-udgaven af ​​Nature (vi nævnte kort denne opdagelse). Alt dette åbner døren til fremtidig forskning - og sammenligninger - af to så velkendte og på samme tid fremmed for os planeter ved siden af ​​solsystemet.

Frosset super jord

”Hvis du bor i en by med en million mennesker, gør du detdu behøver ikke at mødes med hver af dem - men du vil måske møde dine nærmeste naboer, ”siger hovedforfatter af studien, Ignacy Ribas, en astronom fra Rumforskningsinstituttet i Catalonien i Spanien. ”Det er nøjagtigt, hvad vi laver med planetariske systemer for stjernerne, der omgiver os. Ellers kunne vi ikke besvare de store spørgsmål. Hvordan passer vores solsystem og vores jord til resten af ​​galaksen? Er der andre beboede eller ubeboede planeter? Barnard's Star giver os endnu ikke svar på disse spørgsmål, men fortæller os en del af historien, som vi gerne vil vide. ”

Beliggende i stjernebilledet Ophiuchus, stjernenBarnard er så svag i synligt lys, at det ikke kan ses med det blotte øje. Hun har dog været en favorit blandt astronomer siden 1916, da målinger viste, at hendes tilsyneladende bevægelse på himlen var større end nogen anden stjerne i forhold til vores Sol - det fulgte efter, at hun var ekstremt tæt i rummet. Nærheden af ​​en stjerne til os er kun midlertidig - om titusinder af år vil dens bane føre den væk fra listen over stjerner tættest på vores solsystem.

Ifølge Ribas og hans kolleger, kandidatplanetenmindst tre gange tungere end vores og roterer i en 233-dages bane omkring sin stjerne. I vores system ville det være inden for Venus bane, men Barnards stjerne er relativt lille og svag, rød dværgstjerne. Dette betyder, at hendes ledsager er i nærheden af ​​"snelinien", en grænse, over hvilken vandet næsten helt sikkert vil være i form af frosset is. Det antages, at dette område i nærheden af ​​stjernerne er fyldt med planeter, men det er endnu ikke nødvendigt at se det.

Barnard star b skal modtage 2% af dettestjernelyset, som Jorden modtager fra Solen, er nok til, at overfladetemperaturen er -150 Celsius. Ribas antyder sandsynligvis, at planeten er solid og dækket med et tykt lag is, dens overflade ligner den af ​​de frosne måner fra Jupiter og Saturn. Udsigterne til liv i en sådan verden vil være meget fjerne - medmindre det selvfølgelig har et hav under jorden, som understøttes i en flydende tilstand af indre varme. I dette tilfælde skal tarmene forblive varme i meget lang tid - planetenes alder skal være et sted mellem seks og elleve milliarder år. Til sammenligning er Jorden fire og en halv milliard år gammel.

For øvrig er det sådan, hvordan vores planet ser ud i sammenligning med andre objekter.

Alternativt kan en planet væredækket med et tykt isolerende tæppe af det resterende brint efter fødslen i den roterende skive med gas og støv omkring stjernen. Selvom brint på mindre og varmere verdener skal spredes i rummet, kan superjordene i kolde kredsløb holde det længe nok til, at gassen kan udløse en massiv drivhuseffekt, der varmer planeten. Hvis denne mekanisme lanceres på Barnards Star b eller andre kolde superjordar, "kan vores drømme om, at enhver stjerne kan have en beboet planet, gå i opfyldelse," siger Sarah Seager, en planetjæger hos MIT, der ikke var involveret i studiet. Ribas. ”Et sted der kan være helt vanvittige verdener.”

Du vil være interesseret: SpaceX lancerede yderligere 60 Starlink-minisatellitter

Rumhistorie

Nogle verdener er desværre for gode til at væresandheden. I 1963 "opdagede" den hollandske astronom Peter van de Camp planeterne nær Barnard-stjernen - ved at forbinde de påståede forskydninger i stjernens bevægelse i himmelplanet med tyngdekraften af ​​usynlige planeter. Men i 1970'erne, som bevis på eksistensen af ​​van de Campets planeter forsvandt, blev de tilskrevet forskellige fejl og mangler i observationer. Desuden var van de Campas tro på hans overbevisning umiskendelig; han fortsatte med at tro på eksistensen af ​​planeter i hele sit liv.

Denne forsigtige historie hjemsøger ogmoderne planetjægere. På trods af det faktum, at moderne bekræftelser af verden nær Barnard-stjernen er meget mere tillid end på det tidspunkt, har forskere ikke travlt med at fremsætte udtalelser.

Nogle eksperter er stadig ikke sikreat finde en planet. ”Da planeter findes overalt, antager jeg, at de burde være i nærheden af ​​Barnards Stjerne,” siger Debra Fisher, en astronom og berømt planetjæger ved Yale University. ”Måske endda en med flere jordmasser og en rotationsperiode på 233 dage. Men denne analyse giver ikke min stærke tillid, efter min mening. ”

Tværtimod Xavier Damaskus, en astrofysiker fra GenèveObservatoriet i Schweiz, der også ikke er forbundet med Ribas-forskningen, finder bevis på, at Barnard Star b er ret overbevisende. ”Set fra synspunktet om sandsynligheden for, at denne planet findes, tror jeg, der ikke er nogen tvivl. Hendes signal er meget tydeligt. "

Barnard Star-sagen b repræsentereret utroligt resultat i indsamlingen og analysen af ​​data indsamlet under hundreder af målinger på syv instrumenter i verdensklasse på store jordbaserede teleskoper i over 20 år. Hver måling sporer Barnard-stjernens radiale acceleration - dens bevægelse mod eller væk fra Jorden, som kan svinge, hvis der er en gravitationseffekt af nærliggende planeter på stjernen. Signalet, der tilskrives Barnard Star b, er en svingning på lidt over en meter i sekundet - effekten af ​​næsten hastigheden af ​​en fodgænger, der let forveksles med stjerneaktivitet eller instrumental fejl. Det er dets stabile manifestation gennem tyve år, som vist af data fra mange kilder, der antyder, at signalet ikke er forårsaget af instrumentel støj, men af ​​noget andet.

Barnards stjerne kan have en kant,på trods af historien om planetjagt. Dette er en af ​​de roligste stjerner, hvilket gør det praktisk til beregning af radial acceleration. Ribas og hans kolleger insisterer også på, at de har trukket konklusioner og lært af fortidens udsagn om fantomverdener. Intensive observationer udelukkede yderligere virkningerne af stjernepladser og andre åbenlyse kilder, der kunne forveksles med en planet, og udførte også en million simuleringer for at konkludere, at chancen for, at signalet kommer fra stjernevirkninger, er mindre end 1%. ”Jeg er 99% sikker på, at der er en planet,” siger Ribas. ”Men historien med Peter van de Camp går ikke ud af mit hoved. Hvis nogen fremsætter magtfulde argumenter mod vores opdagelse, går jeg tilbage! Jeg vil ikke gerne blive en van de Camp i det 21. århundrede. ”

Hvordan skyder man rumgenstande?

En eller anden måde, sikkerhed heromen kontroversiel planetarisk kandidat er ved at danne. Allerede har holdets arbejde udelukket planeter på jordens størrelse i kredsløb på 40 dage eller mindre omkring Barnard-stjernen, mens de også opdager svajende, indtil bekræftede antydninger om en anden planet gemmer sig væk. (Desværre for van de Camp vil en sådan planet stadig ikke være i overensstemmelse med hans tidligere udsagn).

Du vil være interesseret: Kunstig tyngdekraft er ikke længere fiktion

Og selvom dette er usandsynligt, kan denne planet muligvisdet er en tilfældighed at komme ind på den nøjagtige linje med vores perspektiv fra Jorden, så med "transit" vil det være i stand til at kaste en påviselig planetarisk skygge på vores teleskoper. Men de fleste planeter passerer ikke på en sådan måde, at de er synlige fra Jorden, til dels fordi de ligger i brede kredsløb ved deres stjerner, ligesom Barnards Star b.

Imidlertid den relativt brede adskillelse af planetenog stjernerne tilbyder en anden nysgerrig mulighed: udsigten til at tage et billede af det, implementere en "direkte visualisering". Et billede af Barnards Star b kunne afsløre mange usædvanlige ting, planetens sande natur - ville det være en frosset superjord, en brintdrivhusverden eller noget andet, som teoretikere ikke engang er klar over. Med et sådant billede kunne astronomer tage endnu et skridt tættere på at løse ensomhedens mysterium i vores overfyldte univers.

I 2020'erne vises en ny generation på scenenmeget store jordbaserede teleskoper. Hver af dem vil være udstyret med et spejl til opsamling af stjernelys med en diameter på 30 meter eller mere, som vil være i stand til at skelne de svage fotoniske emissioner fra planeten. Kun her vil de første observatorier være indstillet til termisk visualisering - og det er ikke særlig velegnet til at søge efter isverdener. Meget mere lovende vil WFIRST-rumobservatoriet, der er planlagt lanceret efter James Webb-teleskopet.

Medmindre naturligvis lanceringen finder sted. Hvis Barnard Star b findes, kan det være meget reelt at afsløre det med WFIRST.

Men hvis det virkelig findes, hvad bliver det? Fortæl i vores chat i telegram.