Τέσσερις εξωπλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το άστρο του Μπάρναρντ, το κοντινότερο άστρο στη Γη, ανακάλυψαν οι αστρονόμοι μετά από έναν αιώνα αναζήτησης.
Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν την ύπαρξη αυτών των πλανητών μετρώντας την ακτινική ταχύτητα μέσω ενός οργάνου υψηλής ακριβείας του τηλεσκοπίου Gemini North, του MAROON-X. Ο τρόπος που έγινε η συγκεκριμένη ανακάλυψη αποτελεί ορόσημο για την ανίχνευση μικρών πλανητών.
Αυτοί οι βραχώδεις κόσμοι, από τους μικρότερους που έχουν βρεθεί ποτέ, θέτουν σε αμφισβήτηση τις προηγούμενες προσπάθειες αναζήτησης πλανητών, τα αποτελέσματα των οποίων δεν είχαν ποτέ επιβεβαιωθεί.
Η πολυαναμενόμενη ανακάλυψη υποδηλώνει μια νέα εποχή εξερεύνησης μικρότερων εξωπλανητών, οι οποίοι θα μπορούσαν να προσφέρουν ζωτικής σημασίας στοιχεία για τον σχηματισμό πλανητών και την προοπτική της κατοίκησης.
Ανακάλυψη εξωπλανητών που βρίσκονται κάτω από τη Γη γύρω από το άστρο του Μπάρναρντ
Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν τέσσερις εξωπλανήτες κάτω από τη Γη σε τροχιά γύρω από το άστρο του Μπάρναρντ, το πλησιέστερο σύστημα ενός αστέρα στη Γη. Η ανακάλυψη έγινε εν μέρει με τη χρήση του τηλεσκοπίου Gemini North, το οποίο αποτελεί μέρος του Διεθνούς Αστεροσκοπείου Gemini. Αξίζει να σημειωθεί ότι ένας από τους νεοεντοπισθέντες πλανήτες είναι ο μικρότερης μάζας εξωπλανήτης που έχει εντοπιστεί ποτέ με την τεχνική της ακτινικής ταχύτητας, θέτοντας ένα νέο σημείο αναφοράς για τον εντοπισμό μικρότερων πλανητών γύρω από κοντινά αστέρια.
Για πάνω από έναν αιώνα, οι επιστήμονες μελετούν το άστρο του Μπάρναρντ με την ελπίδα να βρουν πλανήτες. Εντοπίστηκε για πρώτη φορά από τον E. E. Barnard στο Αστεροσκοπείο Yerkes το 1916 και είναι το πλησιέστερο σύστημα ενός αστέρα στη Γη. Ο Αστέρας του Barnard είναι ένας ερυθρός νάνος αστέρας, χαμηλής μάζας που συχνά φιλοξενεί συμπαγή πλανητικά συστήματα με πολλαπλούς βραχώδεις πλανήτες. Δεδομένου ότι οι ερυθροί νάνοι είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος αστέρα στο σύμπαν, η κατανόηση των πλανητών που φιλοξενούν είναι κλειδί για την ευρύτερη αστρονομική έρευνα.
MAROON-X: MARONO: Ένα όργανο ακριβείας για την εύρεση εξωπλανητών
Μια σημαντική προσπάθεια σε αυτή την αναζήτηση έγινε με επικεφαλής τον Jacob Bean από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Η ομάδα του ανέπτυξε το MAROON-X, ένα εξαιρετικά ευαίσθητο όργανο σχεδιασμένο ειδικά για την ανίχνευση μακρινών πλανητών γύρω από κόκκινους νάνους. Το MAROON-X είναι τοποθετημένο στο τηλεσκόπιο Gemini North, ενισχύοντας την ικανότητα του παρατηρητηρίου να εντοπίζει μικρούς εξωπλανήτες.
Το MAROON-X χρησιμοποιεί την τεχνική της ακτινικής ταχύτητας για την εύρεση εξωπλανητών, η οποία ανιχνεύει τη μικροσκοπική κίνηση ενός άστρου μπρος-πίσω που προκαλείται από τη βαρυτική έλξη των πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω του. Η κίνηση αυτή έχει ως αποτέλεσμα μικροσκοπικές μετατοπίσεις στο μήκος κύματος του φωτός του αστέρα. Το MAROON-X είναι τόσο ακριβές που μπορεί να μετρήσει αυτές τις λεπτές αλλαγές για να προσδιορίσει τον αριθμό και τη μάζα των πλανητών που επηρεάζουν το άστρο, επιτρέποντας στους αστρονόμους να επιβεβαιώσουν την ύπαρξή τους με αξιοσημείωτη ακρίβεια.
Για την επιβεβαίωση των πλανητών: Μια επαναστατική ανακάλυψη
Μετά από αυστηρή βαθμονόμηση και ανάλυση των δεδομένων που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια 112 νυχτών σε διάστημα τριών ετών, η ομάδα βρήκε αδιάσειστα στοιχεία για τρεις εξωπλανήτες γύρω από το άστρο του Μπάρναρντ, δύο από τους οποίους είχαν προηγουμένως ταξινομηθεί ως υποψήφιοι. Η ομάδα συνδύασε επίσης τα δεδομένα από το MAROON-X με δεδομένα από μια μελέτη του 2024 που έγινε με το όργανο ESPRESSO στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου στη Χιλή για να επιβεβαιώσει την ύπαρξη ενός τέταρτου πλανήτη, αναδεικνύοντάς τον επίσης από υποψήφιο σε καλόπιστο εξωπλανήτη.
«Πρόκειται για ένα πραγματικά συναρπαστικό εύρημα - το άστρο Barnard είναι ο κοσμικός μας γείτονας και παρόλα αυτά γνωρίζουμε τόσο λίγα γι' αυτό», λέει ο Ritvik Basant, διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και πρώτος συγγραφέας της εργασίας που δημοσιεύεται στο The Astrophysical Journal Letters. «Η ακρίβεια αυτών των νέων οργάνων σηματοδοτεί μια επανάσταση σε σχέση με τις προηγούμενες γενιές αυτών».
Τι γνωρίζουμε για αυτούς τους βραχώδεις κόσμους
Οι νεοανακαλυφθέντες πλανήτες είναι πιθανότατα βραχώδεις πλανήτες και όχι πλανήτες αερίων όπως ο Δίας. Ωστόσο, αυτό θα είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με βεβαιότητα, καθώς, λόγω της γωνίας που τους παρατηρούμε από τη Γη, οι πλανήτες δεν περνούν μπροστά από το άστρο τους, που είναι η συνήθης μέθοδος για τον προσδιορισμό της σύνθεσης ενός πλανήτη. Αλλά συλλέγοντας πληροφορίες από παρόμοιους πλανήτες γύρω από άλλα άστρα, η ομάδα θα μπορέσει να κάνει καλύτερες εκτιμήσεις σε σχέση με τη σύνθεσή τους.
Οι αστρονόμοι κατάφεραν ωστόσο να αποκλείσουν με αρκετή βεβαιότητα την ύπαρξη άλλων εξωπλανητών με μάζες συγκρίσιμες με τη Γη στην κατοικήσιμη ζώνη του άστρου Barnard - την περιοχή του διαστήματος γύρω από ένα άστρο που είναι ακριβώς κατάλληλη για να επιτρέψει την ύπαρξη υγρού νερού στην επιφάνεια ενός πλανήτη που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από αυτό.
Το άστρο του Μπάρναρντ: Μπάρναρντ: Η «Μεγάλη Λευκή Φάλαινα» του κυνηγιού πλανητών
Ο Αστέρας του Μπάρναρντ έχει χαρακτηριστεί ως η «μεγάλη λευκή φάλαινα» για τους κυνηγούς πλανητών. Αρκετές φορές κατά τη διάρκεια του περασμένου αιώνα, ομάδες ανακοίνωναν στοιχεία που υποδείκνυαν πλανήτες γύρω από τον Αστέρα του Μπάρναρντ, τα οποία διαψεύδονταν στη συνέχεια. Αλλά αυτά τα τελευταία ευρήματα δίνουν πολύ μεγαλύτερο βαθμό εμπιστοσύνης από κάθε προηγούμενο αποτέλεσμα.
«Πραγματοποιήσαμε παρατηρήσεις σε διαφορετικές ώρες της νύχτας και σε διαφορετικές ημέρες. Αυτοί είναι στη Χιλή, εμείς είμαστε στη Χαβάη. Οι ομάδες μας δεν συντονίστηκαν καθόλου μεταξύ τους», λέει ο Basant. «Αυτό μας δίνει μεγάλη βεβαιότητα ότι δεν πρόκειται για παράλογα δεδομένα».
Αποκαλύπτοντας τους μικρότερους πλανήτες με νέα τεχνολογία
Οι τέσσερις πλανήτες, ο καθένας από τους οποίους έχει μόνο το 20 έως 30% της μάζας της Γης, βρίσκονται τόσο κοντά στο άστρο τους, ώστε να κάνουν το γύρο του μέσα σε λίγες μέρες. Ο τέταρτος πλανήτης είναι ο μικρότερης μάζας πλανήτης που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα με την τεχνική της ακτινικής ταχύτητας. Η ομάδα ελπίζει ότι αυτό θα πυροδοτήσει μια νέα εποχή εύρεσης όλο και περισσότερων εξωπλανητών κάτω από τη Γη στο Σύμπαν.
Οι περισσότεροι βραχώδεις πλανήτες που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής είναι πολύ μεγαλύτεροι από τη Γη και φαίνεται να είναι αρκετά παρόμοιοι σε όλο τον Γαλαξία μας. Ωστόσο, υπάρχουν λόγοι να πιστεύουμε ότι οι μικρότεροι εξωπλανήτες έχουν πιο ποικίλες συνθέσεις. Καθώς οι επιστήμονες βρίσκουν περισσότερους από αυτούς, μπορούν να αρχίσουν να αντλούν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πώς σχηματίζονται αυτοί οι πλανήτες και τι τους καθιστά πιθανούς να έχουν κατοικήσιμες συνθήκες.
Το μέλλον της εξερεύνησης εξωπλανητών με το MAROON-X
«Το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ συνεργάζεται με την αστρονομική κοινότητα σε ένα ταξίδι βαθύτερης αναζήτησης στο Σύμπαν για να ανιχνεύσει πλανήτες με περιβάλλοντα που μπορεί να μοιάζουν με αυτά της Γης», λέει ο Martin Still, διευθυντής προγράμματος του NSF για το Διεθνές Παρατηρητήριο Gemini. «Οι ανακαλύψεις πλανητών που παρέχονται από το MAROON-X όσο αυτό ήταν τοποθετημένο στο Gemini North αποτελούν ένα σημαντικό βήμα σε αυτό το ταξίδι».
Το MAROON-X εξακολουθεί να επισκέπτεται το Gemini North. Λόγω των εξαιρετικών επιδόσεών του και της δημοτικότητάς του από την κοινότητα των αστρονόμων, διενεργείται διαδικασία μετατροπής του σε μόνιμο όργανο της εγκατάστασης.
«Το αποτέλεσμα αυτό καταδεικνύει τις ανταγωνιστικές δυνατότητες που προσφέρει το τελευταίας τεχνολογίας Gemini στην κοινότητα των αστρονόμων. Το αστεροσκοπείο βρίσκεται στη μέση της ανανέωσης των οργάνων του και το MAROON-X αποτελεί μέρος του πρώτου κύματος νέων οργάνων, μαζί με το GHOST στο Gemini South και το IGRINS-2 στο Gemini North», λέει ο Andreas Seifahrt, αναπληρωτής διευθυντής ανάπτυξης του Διεθνούς Αστεροσκοπείου Gemini, ένας από τους συγγραφείς της δημοσίευσης και μέλος της ομάδας που σχεδίασε και κατασκεύασε το MAROON-X.