Smrznuta super-zemlja u orbiti zvijezde Barnarda: što krije naš „susjed“?

Svake večeri, razvrstavajući zvijezde, astronomeprilazeći da otkriju koliko je naš svemir pun ili barem naša galaksija. Četvrt stoljeća nakon što su prvi egzoplaneti otkriveni u orbitama drugih zvijezda, statistika je pokazala da bi u prosjeku svaka zvijezda na Mliječnom putu trebala imati barem jedan planet uz sebe. Ako dovoljno dugo zurite u blizinu svake pojedine zvijezde u našoj galaksiji, prije ili kasnije gotovo sigurno ćete nešto naći.

Neki se predmeti u svemiru čine vrlo bliskim, iako su jako daleko.

Ali čak i prenapučeni svemir može bitiusamljeno mjesto. Naš Mliječni put bogat planetom može biti potpuno beživotan. Od svih poznatih svjetova u galaksiji, samo nekoliko planeta nalikuje Zemlji po veličini i položaju u orbiti - to jest, oni se nalaze u uvjetno održivoj „zoni Goldilocks“. Takav svijet ne bi trebao biti prevelik, ne previše malen, ne previše vruć i ne previše hladan da bi održao stanje tekuće vode i života na svojoj površini. Umjesto toga, većina planeta Mliječnog puta ne odgovara nikakvom pojmu vitalnosti: to su "super-Zemlje", koje su veće od našeg planeta, ali manje od Neptuna. Ne postoje super-Zemlje koje su kružile oko našeg Sunca i mogle bi ih se direktno proučavati, pa je vrlo teško otkriti kako se ponašaju oko drugih zvijezda. U svakom slučaju, čini mi se da je naivno voditi kondiciju za život u neki uski okvir, s obzirom na to koliko malo znamo.

Sadržaj

• 1 Zona goldilocks
• 2 Smrznuti SuperEarth
• 3 Povijest svemira
• 4 Kako pucati u svemirske objekte?

Zona goldilocks

Pokušavajući se nositi s tim astrobiološkimU zagonetkama znanstvenici sanjaju nove generacije teleskopa i svemirskih letjelica kako bi pronašli i proučili znakove života i mogućeg života izvan Sunčevog sustava.

No dokazi pobijaju usamljenog, alinatrpan svemir, možda na visini ruke, koji govori jezikom zvijezda. Istraživanja su 2016. pokazala da je planet veličine Zemlje vrlo blizu, u umjerenoj orbiti u blizini najmanjeg člana porodice Alpha Centauri, sustava s tri zvjezdice, 4,4 svjetlosne godine od našeg Sunca. Štoviše, još jedna zamorna potraga za najbližim susjedom našeg Sunčevog sustava, Barnardove zvijezde, nekih šest svjetlosnih godina od nas, otkrila je i tamo prikladan planet. Ovo je velika, hladna super zemlja koja se zove Barnardova zvijezda b.

Bit će vam zanimljivo: Kakvo će biti istraživanje svemira 2069. godine?

Međunarodni tim od preko 60 astronoma,Pomoću opservatorija širom svijeta, ona je detaljno otkrila otkriće planeta u izdanju Nature 14. studenoga (ovo otkriće smo ukratko spomenuli). Sve to otvara vrata budućim istraživanjima - i usporedbama - dva takva poznata i istodobno nama strana planeta pored Sunčevog sustava.

Smrznuta super zemlja

"Ako živite u gradu s milijun ljudi, vine trebate se sastajati sa svakim od njih - ali možda biste htjeli upoznati svoje najbliže susjede ", kaže vodeća autorica studije Ignacy Ribas, astronom iz svemirskog instituta za svemirska istraživanja Katalonije. "To radimo s planetarnim sustavima zvijezda koje nas okružuju. U suprotnom nismo mogli odgovoriti na velika pitanja. Kako naš sunčani sustav i naša zemlja odgovaraju ostatku galaksije? Postoje li drugi naseljeni ili nenaseljeni planeti? Barnardova zvijezda još nam ne daje odgovore na ta pitanja, ali nam govori dio priče koji bismo željeli znati. "

Smještena u zviježđu Ophiuchus, zvijezdaBarnard je toliko prigušen vidljivom svjetlu da se ne može vidjeti golim okom. Međutim, ljubitelj je astronoma od 1916. godine, kada su mjerenja pokazala da je njezino prividno kretanje na nebu veće od bilo koje druge zvijezde u odnosu na naše Sunce - iz toga je proizišlo da je ona bila izuzetno blizu u svemiru. Blizina neke zvijezde nama je samo privremena - u desecima tisuća godina, njezina će je putanja odvesti dalje od popisa zvijezda najbližeg našem Sunčevom sustavu.

Prema Ribasu i njegovim kolegama, planeta kandidatkinjabarem tri puta teža od naše i rotira se u orbiti od 233 dana oko svoje zvijezde. U našem sustavu bila bi u orbiti Venere, ali Barnardova zvijezda je relativno mala i prigušena, crvena patuljasta zvijezda. To znači da se njezin suputnik nalazi u blizini „snježne linije“, granice izvan koje će voda gotovo sigurno biti u obliku smrznutog leda. Vjeruje se da je ovo područje u blizini zvijezda prepuno planeta, ali to se tek treba vidjeti.

Barnardova zvijezda b trebala bi dobiti 2% togazvjezdanog svjetla koje Zemlja prima od Sunca dovoljno je da temperatura površine bude -150 Celzijusa. Vjerojatno, sugerira Ribas, planet je čvrst i prekriven debelim slojem leda, njegova površina nalikuje površini smrznutih mjeseci Jupitera i Saturna. Izgledi za život na takvom svijetu bit će vrlo udaljeni - osim ako, naravno, nema podzemni ocean, koji je u tekućem stanju podržan unutarnjom toplinom. U ovom slučaju crijeva moraju dugo ostati topla - starost planeta trebala bi biti negdje između šest i jedanaest milijardi godina. Za usporedbu, Zemlja je stara četiri i pol milijarde godina.

Usput, tako izgleda naš planet u usporedbi s drugim objektima.

Alternativno, može biti planetprekriven debelim izolacijskim pokrivačem preostalog vodika nakon rođenja u rotacijskom disku plina i prašine oko zvijezde. Iako se vodik na manjim i toplijim svjetovima mora raspršiti u svemir, super-zemlja u hladnim orbitama može ga zadržati dovoljno dugo da plin izazove ogroman efekt staklenika koji zagrijava planetu. Ako se ovaj mehanizam pokrene na Barnardovoj zvijezdi b ili drugim hladnim superzemaljima, "naši snovi da svaka zvijezda može imati naseljeni planet mogu se ostvariti", kaže Sarah Seeger, planetarna lovacka MIT-a koja nije bila uključena u studiju. Ribas. "Negdje mogu postojati potpuno ludi svjetovi."

Bit će vam zanimljivo: SpaceX je lansirao još 60 mini satelita Starlink

Povijest svemira

Nažalost, neki su svjetovi previše dobriistina. Godine 1963. nizozemski astronom Peter van de Camp "otkrio" je planete u blizini Barnardove zvijezde - povezujući navodne pomake u kretanju zvijezde na ravnini neba s gravitacijskim učinkom nevidljivih planeta. Ali do 1970-ih, dokazi o postojanju planeta van de Campa nestali, pripisani su raznim greškama i propustima u promatranjima. Štoviše, vjera van de Campa u njegova uvjerenja bila je nepokolebljiva; nastavio je vjerovati u postojanje planeta tijekom svog života.

Ova priča opreza proganja imoderni lovci na planete. Unatoč činjenici da su suvremene potvrde o svijetu u blizini Barnardove zvijezde puno samouvjerenije nego u to vrijeme, znanstvenici ne žure sa izjavama.

Neki stručnjaci još uvijek nisu sigurnipronalaženje planeta. "Budući da planeti postoje svugdje, pretpostavljam da bi trebali biti u blizini zvijezde Barnarda", kaže Debra Fisher, astronom i poznati planetarni lovac sa sveučilišta Yale. "Možda čak i onaj s nekoliko zemaljskih masa i razdoblje rotacije od 233 dana. Ali moja analiza, po mom mišljenju, ne pruža dovoljno jaku sigurnost. "

Naprotiv, Xavier Damascus, astrofizičar iz ŽeneveOpservatorij u Švicarskoj, također nevezan za istraživanje Ribasa, nalazi dokaze da je Barnard Star b prilično uvjerljiv. "Mislim da s gledišta vjerojatnosti postojanja ovog planeta nema sumnje. Njezin je signal vrlo jasan. "

Slučaj Barnard Star b predstavljanevjerojatan podvig u prikupljanju i analizi podataka prikupljenih tijekom stotina mjerenja na sedam instrumenata svjetske klase na velikim zemaljskim teleskopima tijekom više od 20 godina. Svaka dimenzija prati radijalno ubrzanje Barnardove zvijezde - njeno kretanje prema Zemlji ili od nje, što može fluktuirati ako na zvijezdu postoji gravitacijski utjecaj planeta u blizini. Signal koji se pripisuje Barnardovoj zvijezdi b oscilacija je nešto više od metra u sekundi - učinak gotovo brzine pješaka, što se lako pogrešno pretvara u aktivnost zvijezda ili instrumentalnu grešku. Njegova stabilna manifestacija tijekom dvadeset godina, kako pokazuju podaci iz mnogih izvora, sugerira da signal ne uzrokuje instrumentalna buka, već nešto drugo.

Barnardova zvijezda može imati rub,unatoč priči o lovu na planete. Ovo je jedna od najmilijih zvijezda, što ga čini pogodnim za izračunavanje radijalnog ubrzanja. Ribas i njegovi kolege također inzistiraju na tome da su izvukli zaključke i naučili iz prošlih izjava o fantomskim svjetovima. Intenzivna promatranja dodatno su isključila učinke zvijezdanih mrlja i drugih očitih izvora koji bi mogli biti pogrešni za planetu, a također su proveli milijun simulacija kako bi zaključili da je vjerojatnost da signal dolazi od zvjezdanih efekata manja od 1%. "99% sam siguran da postoji planet", kaže Ribas. "Ali priča s Peterom van de Campom ne ide mi iz glave. Ako netko pruži snažne argumente protiv našeg otkrića, odustat ću! Ne bih želio postati van de Camp 21. stoljeća. "

Kako pucati u svemirske predmete?

Ovako ili onako, sigurnost u tosprema se formirati kontroverzni planetarni kandidat. Već je rad tima isključio planete veličine Zemlje u orbiti od 40 dana ili manje oko Barnardove zvijezde, a istovremeno je otkrio i njihanje, sve dok se nisu potvrdili nagovještaji da se drugi planet skriva. (Nažalost za van de Camp, takav planet još uvijek neće biti u skladu s njegovim prethodnim izjavama).

Bit će vam zanimljivo: Umjetna gravitacija više nije fikcija

I iako je to malo vjerojatno, ovaj planet možeslučajnost je doći u točnu liniju sa našom perspektivom sa Zemlje, tako da će pomoću "tranzita" moći baciti vidljivu planetarnu sjenu na naše teleskope. Ali većina planeta ne prolazi tako da su vidljivi sa Zemlje, dijelom zato što leže u širokim orbitama kod svojih zvijezda, poput Barnardove zvijezde b.

Međutim, relativno široko odvajanje planetaa zvijezde nude još jednu znatiželjnu mogućnost: mogućnost fotografiranja, provođenje „izravne vizualizacije“. Slika Barnardove zvijezde b mogla bi otkriti mnoge neobične stvari, pravu prirodu planeta - bi li to bila smrznuta super-zemlja, svijet stakleničkih vodika ili nešto treće što teoretičari nisu ni svjesni. S takvom slikom astronomi bi mogli učiniti još korak bliže rješenju misterija samoće u našem prepunom svemiru.

U 2020-ima na scenu će se pojaviti nova generacijavrlo veliki zemaljski teleskopi. Svaki od njih bit će opremljen ogledalom za prikupljanje zvjezdanog svjetla promjera 30 i više metara, čime će se moći razlikovati slabe fotonske emisije planete. Tek će ovdje biti postavljeni prvi opservatoriji za toplinsku vizualizaciju - i nije baš pogodno za traženje ledenih svjetova. Mnogo obećavajući će biti WFIRST svemirski opservatorij planiran za pokretanje nakon James Webb teleskopa.

Osim ako se naravno ne dogodi lansiranje. Ako Barnard Star b postoji, otkrivanje WFIRST-a može biti vrlo stvarno.

Ali ako to stvarno postoji, što će biti? Recite u našem razgovor u Telegramu.