Напоследък беше вълнуващо време за областта на изследванията на екзопланетите! Миналото лято изследователи от Европейската южна обсерватория (ЕСО) обявиха откриването на планета, подобна на Земята (Проксима b), разположена в звездната система, която е най-близката до нашата собствена. И само преди шест месеца международен екип от астрономи обяви откриването на седем скалисти планети, орбитиращи около близката звезда TRAPPIST-1.
Но в това, което може да бъде най-обнадеждаващото откритие за онези, които се надяват да намерят обитаема планета отвъд Земята, международен екип от астрономи току-що обяви откриването на четирима кандидати за екзопланета в системата тау Сети. Освен че сме близо до Слънчевата система - само на 12 светлинни години - тази находка е също обнадеждаваща, тъй като кандидатите за планета обикалят около една звезда като нашата!
Изследването, което подробно описва тези открития - „Разликата в цветовете има разлика: четирима кандидати за планета около Тау Сети“ - наскоро се появи онлайн и беше прието за публикуване в Astrophysical Journal. Воден от изследователи от Центъра за изследвания на астрофизиката (CAR) към Университета в Хартфордшир, екипът анализира тау Сети, използвайки модел за премахване на шума, за да определи наличието на четири планети, подобни на Земята.
Това откритие стана възможно благодарение на непрекъснатите подобрения в инструментариума, наблюдението и обмена на данни, които позволяват проучвания за непрекъснато нарастваща чувствителност. Както Стивън Фогт, професор по астрономия и астрофизика в UC Santa Cruz и съавтор на хартията, заяви в съобщение за пресата на UCSC:
„Сега най-накрая прекрачваме праг, при който чрез много усъвършенствано моделиране на големи комбинирани масиви от данни от множество независими наблюдатели можем да разглобяваме шума, дължащ се на звездна повърхностна активност, от много малки сигнали, генерирани от гравитационните влекачи от околоземните орбити на планетите . "
Това е най-новото в дългосрочна анкета на тау Сети, която интересува астрономите от десетилетия. До 1988 г. са проведени няколко измервания на радиалната скорост на звездната система, които изключват възможността за масивни планети на Юпитер-подобни разстояния. През 2012 г. астрономите от Обединеното кралство Санта Барабара представиха проучване, което показа, че тау Сети може да бъде в орбита от пет екзопланети, две от които са в обитаемата зона на звездата.
Екипът, стоящ зад това проучване, включваше няколко членове, изготвили това последно проучване. По онова време водещият автор Мико Туоми (Университетът в Хартфордшир, съавтор на най-новия такъв) водеше усилия за разработване на по-добри техники за анализ на данни и използва тази звезда като пример за сравнение. Както обясни Туоми, тези усилия им позволиха да изключат два от сигналите, които преди това бяха идентифицирани като планети:
„Измислихме гениален начин да кажем разликата между сигналите, причинени от планетите, и сигналите, причинени от активността на звездата. Разбрахме, че можем да видим как активността на звездата се различава при различни дължини на вълната и използваме тази информация, за да отделим тази активност от сигналите на планетите. "
За целите на това последно проучване - което беше ръководено от Фабо Фенг, член на ЦАР - екипът разчита на данни, предоставени от спектрографа с висока точност на радиална скорост (HARPS) в обсерваторията La Silla в Чили и Инструмент за спектрометър Echelle с висока разделителна способност (HIRES) в обсерваторията WM Keck в Мауна Кеа, Хавай.
От това те успяха да създадат модел, който премахва „шума, зависим от дължината на вълната” от измерванията на радиалната скорост. След прилагането на този модел при проучвания, направени от тау Сети, те успяха да получат измервания, които са достатъчно чувствителни, за да открият отклонения в движението на звездата с малки размери 30 см в секунда. В крайна сметка те заключиха, че тау Сети има система от не повече от четири екзопланети.
Както Туоми посочи, след няколко проучвания и опити за премахване на външен шум, астрономите най-накрая могат да имат ясна картина колко планети има тау Сети и какъв тип. „[N] независимо от това как гледаме звездата, изглежда има най-малко четири скалисти планети около нея“, каза той. „Бавно се учим да различаваме разликата между колебанията, причинени от планетите и тези, причинени от звездна активна повърхност. Това ни позволи по същество да проверим съществуването на двете външни, потенциално обитаеми планети в системата. "
По-нататък те изчисляват от своите усъвършенствани измервания, че тези планети имат маса, варираща от четири земни маси (известна още като „суперземли“) до 1,7 земни маси, което ги прави сред най-малките планети, открити някога около близка слънцеподобна звезда , Но най-вълнуващото от всичко е фактът, че две от тези планети (tau Ceti e и f) са разположени в обитаемата зона на звездата.
Причината за това е, защото тау Сети е звезда от тип G (жълто джудже), което го прави подобен на собственото ни Слънце - около 0,78 пъти по-масивен и наполовина по-светъл. За разлика от това много наскоро открити екзопланети - като Proxima b и седемте планети на TRAPPIST-1 - всички орбити от М-тип (червено джудже). В сравнение с нашето Слънце, тези звезди са променливи и нестабилни, което увеличава шансовете им да отнемат атмосферата на съответните си планети.
Освен това, тъй като червените джуджета са много по-тъмни от нашето Слънце, скалистата планета ще трябва да орбитира много близо до тях, за да бъде в обитаемите им зони. При това разстояние планетата вероятно ще бъде с фиксирано заключение, което означава, че едната страна непрекъснато е обърната към слънцето. Това също прави шансовете за живот на всяка такава планета доста тънки.
Поради това астрономите с нетърпение очакват да открият повече екзопланети около звезди, които са по-близки по размер, маса и светимост до нашата собствена. Но преди някой да се развълнува твърде много, важно е да се отбележи, че тези светове са Супер-Земи - с до четири пъти повече от масата на Земята. Това означава, че (в зависимост от тяхната плътност) всеки живот, който би могъл да възникне на тези планети, би бил подложен на значително увеличена гравитация.
Освен това масивен диск от отломки заобикаля звездата, което означава, че тези най-външни планети вероятно са подложени на интензивно бомбардиране от астероиди и комети. Това не е особено добре за потенциалния живот на тези планети! Все пак това проучване е много обнадеждаващо и по редица причини. Освен намирането на силни доказателства за екзопланети около звезда, подобна на Слънце, измерванията, довели до тяхното откриване, са най-чувствителните към днешна дата.
С бързината, че техните методи се подобряват, изследователите трябва да стигнат до 10-сантиметровата секунда в секунда изобщо. Това е нивото на чувствително необходимото за откриване на земни аналози - ака. месинговият пръстен за екзопланети-ловци. Както Фън посочи:
„Нашето откриване на такива слаби колебания е крайъгълен камък в търсенето на земни аналози и разбирането на обитаемостта на Земята чрез сравнение с тези аналози. Въведохме нови методи за премахване на шума в данните, за да разкрием слабите планетарни сигнали. “
Помисли си! За нула време ловците на екзопланети биха могли да открият множество планети, които не само са много близки по размер и маса до Земята, но и орбитират в обитаемите от тях звезди. В този момент учените със сигурност ще се откажат от категорично неясните термини като „потенциално обитаеми“ и „подобни на Земята“ и започват уверено да използват термини като „аналог на Земята“. Няма повече неяснота, просто твърдото убеждение, че Земята не е уникална!
С приблизително 100 милиарда планети в нашата галактика, ние със сигурност ще открием няколко Земи тук. Човек може само да се надява, че те са породили сложен живот като нашия собствен и че са в настроение да си чатим!
