Pronađena planeta u nastanjivoj zoni oko najbliže zvezde

Detalji: Kategorija: Vansolarne planete; Datum kreiranja: sreda, 24 avgust 2016 20:24; Autor ESO

Kampanja Pale Red Dot pronašla je planetu mase uporedive sa Zemljinom u orbiti oko zvezde Proxima Centauri

24. avgust 2016.

Zahvaljujući ESO teleskopima i saradnji sa drugim institucijama, pronađen je jasan dokaz o postojanju planete koja orbitira oko nama najbliže zvezde, Proxima Centauri. Dugo traženi svet, pod imenom Proxima b, orbitira oko hladne, crvene zvezde sa periodom od 11 dana i ima temperaturu potrebnu za održanje tečne vode na površini. Ova stenovita planeta je nešto masivnija od Zemlje i najbliža je vansolarna planeta - potencijalno i najbliže prebivalište za život van Sunčevog sistema. Rad koji opisuje ovu prekretnicu u istraživanju, biće objavljen u časopisu Nature, 25. avgusta 2016.

Na nešto više od 4 svetlosne godine od Sunčevog sistema, nalazi se crveni patuljak pod imenom Proxima Centauri, najbliža zvezda Zemlji, posle Sunca. Ova hladna zvezda u sazvežđu Kentaura je suviše bleda da bi se videla golim okom i nalazi se pored mnogo sjajnijeg para zvezda Alpha Centauri AB

Tokom prve polovine 2016. Proxima Centauri je redovno posmatrana HARPS spektrografom na ESO 3.6-metarskom teleskopu u La Siji, Čile, kao i simultano praćena drugim teleskopima širom sveta [1]. Ovo je predstavljalo kampanju Pale Red Dot tokom koje je tim astronoma pod vođstvom Guillema Anglada-Escudé, sa Univerziteta Queen Mary u Londonu, tragao za majušnim pomeranjima zvezde napred-nazad, koji bi ukazali na gravitacionu silu potencijalne planete u orbiti [2].

Pošto je ova tema od velikog javnog interesa, napredak kampanje od sredine januara do aprila 2016. godine je podeljen sa javnošću preko webstranice Pale Red Dot socijalnih mreža. Izveštaje su pratili mnogobrojni članci u cilju informisanja javnosti, pisani od strane stučnjaka u ovom polju širom sveta,

Guillem Anglada-Escudé je objasnio pozadinu ovog jedinstvenog istraživanja: "Prvi nagoveštaji o postojanju planete su primećeni još 2013. godine, ali detekcija nije bila ubedljiva. Od tada smo radili na daljim posmatranjima sa zemlje uspomoć ESO-a i drugih organizacija. Skorašnja Pale Red Dot kampanja je bila planirana oko dve godine."

Pale Red Dot podaci, zajedno sa ranijim posmatranjima sa ESO opservatorija i drugih mesta, otkrili su jasan signal i dali veoma uzbudljive rezultate. Proxima Centauri se određeno vreme približava Zemlji brzinom od oko 5 kilometara na sat - brzinom normalnog ljudskog hoda - a zatim udaljava tom istom brzinom. Ovo pravilno ponašanje i promene radijalne brzine ima period od 11.2 dana. Pažljiva proučavanja rezultujućeg Doplerovog pomaka ukazuju na postojanje planete sa masom od najmanje 1.3 Zemljine mase, koja orbitira na oko 7 miliona kilometara udaljenosti od Proxima Centauri zvezde - što je 5% udaljenosti Zemlja-Sunca [3]

Guillem Anglada-Escudé je prokomentarisao uzbuđenje otkrića u poslednjih par meseci: "Uporno sam proveravao doslednost signala svakoga dana tokom 60 noći trajanja Pale Red Dot kampanje. Prvih 10 dana rezultati su bili obećavajući, privh 20 u skladu sa očekivanjima, tridesetog dana imali smo praktično definitivne rezultate i počeli sa pisanjem rada!"

Crveni patuljci poput Proxima Centauri su aktivne zvezde i mogu da menjaju svoje osobine na način koji bi imitirao prisustvo planete. Da bi se isključila ta mogućnost, tim je pratio i promene sjaja zvezde veoma pažljivo tokom kampanje koristeći ASH2 teleskop na San Pedro de Atakama Celestial Explorations opservatoriji u Čileu i Las Cumbres teleskopsku mrežu. Podaci o radijalnoj brzini su mereni i kada je zvezda bila aktivna i isključeni iz konačne analize.

Iako Proxima b orbitira mnogo bliže zvezdi od Merkura i Sunca u Sunčevom sistemu, sama zvezda je mnogo slabijeg sjaja od Sunca. Rezultat je da Proxima b leži unutar nastanjive zone oko zvezde i ima procenjenu površinsku temperaturu koja je dovoljna za postojanje tečne vode.

Dva različita naučna rada razmatraju mogućnost naseljivosti planete Proxima b, kao i njenih klimatskih uslova. Oba rada zaključuju da bi tečna voda mogla da postoji na površini planete ali samo u oblastima sa najviše "sunčeve" svetlosti, ili u onim oblastima planete koja je okrenuta ka matičnoj zvezdi (sinhrona rotacija) ili u tropskom pojasu (3:2 rezonantna rotacija). Rotacija Proxima b, intenzivno zračenje sa zvezde, kao i istorija formiranja planete učinile su klimu ove planete znatno drugačijom od klime na Zemlji, pri čemu najverovatnije nema ni smenu godišnjih doba.

Iako je orbita Proxime b na umerenoj, povoljnoj udaljenosti, uslovi na površini mogu biti pod jakim uricajem ultraljubičastog i X zračenja sa zvezde, koji su mnogo jači od onih koje Zemlja "oseća" sa Sunca [4].

Ovo otkriće predstavlja početak budućih, intenzivnih posmatranja, sa trenutno operativnim teleskopima [5] kao i narednom generacijom velikih teleskopa kao što je Evropski ekstremno veliki teleskop (E-ELT). Proxima b će biti glavna meta potage za životom na drugom mestu u svemiru. Zaista, Alpha Centauri sistem je i prvi sistem koji je cilj ljudskog putovanja do drugog zvezdang sistema preko StarShot projekta.

Guillem Anglada-Escudé zaključuje: "Mnoge vansolarne planete su već pronađene i mnoge će tek biti, ali potraga za najbližim analogom Zemlje i uspeh u tome je bilo najbolje životno iskustvo za sve nas. Mnoge ljudske priče i napori su konvergirali ka ovom otkriću. Rezultati su priznanje za sve njih. Sledeće što nas čeka je potraga za životom na Proximi b...".

	Umetnički doživljaj planete u orbiti oko Proxima Centauri zvezde Ovaj umetnički doživljaj prikazuje površinu planete Proxima b, koja orbitira oko crvenog patuljka Proxima Centauri, zvezde najbliže Sunčevom sistemu. Dvojna zvezda Alpha Centauri AB se takođe vidi na slici, gore desno od same Proxime. Proxima b je nešto masivnija od Zemlje i orbitira u nastanjivoj zoni oko Proxime Centauri, gde je temperatura odgovarajuća za postojanje tečne vode na površini. Autorska prava: ESO/M. Kornmesser
	Lokacija zvezde Proxima Centauri na južnom nebu Ova slika je kombinacija pogleda na južno nebo sa ESO 3.6-metarskog teleskopa na La Sija opservatoriji u Čileu, sa slikama zvezde Proxima Centauri (dole desno) i dvojne zvezde Alpha Centauri AB (dole levo) sa NASA/ESA Habl svemirskog teleskopa. Proxima Centauri je zvezda koja je najbliža Sunčevom sistemu i u orbiti oko nje kruži planeta Proxima b, otkrivena pomoću HARPS instrumenta na ESO 3.6-metarskom teleskopu. Autorska prava: Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani
	Proxima Centauri i njena planeta u poređenju sa Sunčevim sistemom Ovaj grafik poredi orbitu planete u okolini Proxime Centauri (Proxima b) sa istim regionom u Sunčevom sistemu. Proxima Centauri je manja i hladnija zvezda od Sunca i planeta se kreće po putanji koja je mnogo bliža zvezdi nego što je Merkur Suncu. Rezultat je orbita unutar nastanjive zone gde tečna voda može da postoji na površini. Autorska prava: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman
	Kretanje Proxime Centauri u toku 2016. godine sa otiscima prisustva planete Ovaj grafik prikazuje kretanje Proxime Centauri ka i od Zemlje sa vremenom, tokom prve polovime 2016. godine. Deo vremena se Proxima Centauri kreće ka Zemlji brzinom od 5 kilometara na čas - brzina normalnog ljudskog hoda - dok se deo vremena udaljava istom brzinom. Ove regularne promene radijalne brzine su repetitivne prirode, sa periodom od 11.2 dana. Detaljna analiza rezultujućeg Doplerovog pomaka ukazuje prisustvo planete sa masom od oko 1.3 mase Zemlje, sa orbitom na oko 7 miliona kilometara od Proxime Centauri - samo 5% udaljenosti Zemlja-Sunce. Autorska prava: ESO/G. Anglada-Escudé
	Umetnički doživljaj planete u orbiti oko Proxima Centauri zvezde Ovaj umetnički doživljaj prikazuje površinu planete Proxima b, koja orbitira oko crvenog patuljka Proxima Centauri, zvezde najbliže Sunčevom sistemu. Dvojna zvezda Alpha Centauri AB se takođe vidi na slici između planete i Proxime. Proxima b je nešto masivnija od Zemlje i orbitira u nastanjivoj zoni oko Proxime Centauri, gde je temperatura odgovarajuća za postojanje tečne vode na površini. Autorska prava: ESO/M. Kornmesser
	Nebo u okolini Alpha Centauri i Proxima Centauri Ova slika neba oko sjajne zvezde Alpha Centauri AB prikazuje i mnogo manje sjajnu crvenu patuljastu zvezdu Proxima Centauri, najbližu zvezdu Sunčevom sistemu. Slika je napravljena korišćenjem slika iz DSS 2 kataloga (engl. Digitized Sky Survey 2). Plavi halo oko Alpha Centauri AB je artefakt fotografskog procesa, zvezda je zapravo veoma slabog sjaja i žute boje poput Sunca. Autorska prava: Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani
	Proxima Centauri u južnom sazvežđu Kentaur Ova mapa prikazuje veliko južno sazvežđe Kentaura i prikazuje većinu zvezda koje su vidljive golim okom na vedrom noćnom nebu. Lokacija zvezde koja je najbliža Suncu, Proxime Centauri, označena je crvenim kružićem. Proxima je previše bleda da bi se videla golim okom ali se može pronaći uspomoć malog teleskopa. Autorska prava: ESO/IAU and Sky & Telescope
	Relativna veličina komponenata Proxima Centauri sistema prema drugim objektima (umetnički doživljaj) Relativne veličine nekoliko objekata, uključujući i tri poznata člana Alpha Centauri trostrukog sistema, kao i drugih zvezda za koje je ugaona veličina izmerena pomoću interferometra Veoma velikog teleskopa (VLTI) na ESO Paranal opservatoriji. Sunce i Jupiter su prikazani radi poređenja. Autorska prava: ESO
	Nebo u okolini Alpha Centauri i Proxima Centauri Ova slika neba oko sjajne zvezde Alpha Centauri AB prikazuje i mnogo manje sjajnu crvenu patuljastu zvezdu Proxima Centauri, najbližu zvezdu Sunčevom sistemu. Slika je napravljena korišćenjem slika iz DSS 2 kataloga (engl. Digitized Sky Survey 2). Plavi halo oko Alpha Centauri AB je artefakt fotografskog procesa, zvezda je zapravo veoma slabog sjaja i žute boje poput Sunca. Autorska prava: Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani
	Poređenje prividne ugao veličine Poređenje ugaone veličine Proxime sa Proxime b, u poređenju sa veličinom Sunca kada se gleda sa Zemlje- Proxima je mnogo manja od Sunca, ali je Proxima b mnogo bliža svojoj zvezdi. Autorska prava: ESO/G. Coleman
	Pale Red Dot kampanja Pale Red Dot predstavlja internacionalnu potragu za zemljolikim vansolarnim planetama u okolini zvezde koja nam je najvliža, Proxima Centauri. Korišćen je instrument HARPS, koji se nalazi na ESO 3.6-metarskom teleskopu na La Sija opservatoriji, kao i mnogi drugi instrumenti širom sveta. Ovo je jedna od kampanja usmerena ka informiranju javnosti i mogućnosti da svi učestvuju i prate naučni proces prikupljanja podataka u modernim opservatorijama. Javnost je mogla da vidi kako timovi astronoma sa različitim specijalnostima rade zajedno u cilju skupljanja, analize i interpretacije podataka, radi potvrđivanja postojanja zemljolike planete koja orbitira oko nama najbližeg komšije. Kampanja usmerena široj javnosti podrazumeva blog postove i objave na socijalnim mrežama, Pale Red Dot Twitter nalog kao i hashtag #PaleRedDot. Za više informacija posetite webstrancu Pale Red Dot kampanje: http://www.palereddot.org Autorska prava: ESO/Pale Red Dot

[6]

Beleške

[1] Pored podataka prikupljenih u Pale Red Dot kampanji, u radu se nalaze i doprinosi naučnika koji su posmatrali Proximu Centauri godinama. Uključeni su članovi UVES/ESO M-patuljci programa (Martin Kürster i Michael Endl), kao i pioniri potrage za vansolarnim planetama poput R. Paula Butlera.Kao i javna posmatranja HARPS/Geneva tima prikupljana tokom mnogo godina.

[2] Ime Pale Red Dot je aluzija na poznato ime Karla Sagana za Zemlju - bleda plava tačka (engl. pale blue dot). Pošto je Proxima Centauri crveni patuljak, ona obasjava svoju planetu bledom crvenom svetlošću.

[3] Detekcija koja je danas potvrđena je tehnički bila moguća poslednjih 10 godina. Zapravo, signali sa manjim amplitudama su primećeni i ranije. Međutim, zvezde nisu savršene lopte gasa i Proxima Centauri je aktivna zvezda. Jasna detekcija Proxima b planete je postala moguća tek kada se detaljno razumelo na koji način se zvezda menja na skalama od nekoliko minuta do jedne decenije, zajedno sa posmatranjima sjaja pomoću fotometrijskih teleskopa.

[4] Mogućnost da ova planeta zaista može da sadrži vodu te poseduje zemljoliki život je stvar intenzivne ali i većinski teorijske debate. Veliki deo sumnji da na ovoj planeti postoji život leži u činjenici da se ona nalazi toliko blizu zvezdi. Naprimer, postoji šansa da gravitaciona sila "zaključava" planetu tako da je samo jedna strana konstanto osvetljena, dok je druga u mraku. Atmosfera takođe može biti podložna isparavanju ili imati kompleksiju hemiju od Zemljine usled jakog delovanja ultraljubičastog i X zračenja, posebno tokom prve milijarde godina od rođenja zvezde. Međutim, ni jedan od ovih argumenata nije potpun i teško će biti konačan bez direktnih posmatračkih dokaza i karakterizacije planetine atmosdere. Slična razmatranja se vezuju za planete skoro pronađene zahvaljujući programu TRAPPIST-1.

[5] Neki metodi za proučavanje atmosfere date planete oslanjaju se na prolaske planete ispred zvezde i svetlost koja sa zvezde prolazi kroz atmosferu na putu do Zemlje- Trenutno nema dokaza da Proxima b prolazi preko diska roditeljske zvezde i mogućnost da se to dešava je veoma mala, međutim dalja istraživanja koja će ovo proveriti su u toku.

[6] Tekst je prevela Jovana Petrović, Prirodno-matematički fakultet Novi Sad, Departman za fiziku; Matematički fakultet Beograd, Katedra za astronmiju.

Više informacija

Ovo istraživanje predstavljeno je u radu pod naslovom: “A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri”, autora G. Anglada-Escudé et al., koji će biti objavljen u časopisu Nature 25. avgusta 2016.

Tim čine: Guillem Anglada-Escudé (Queen Mary University of London, London, UK), Pedro J. Amado (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Spain), John Barnes (Open University, Milton Keynes, UK), Zaira M. Berdiñas (Instituto de Astrofísica de Andalucia - CSIC, Granada, Spain), R. Paul Butler (Carnegie Institution of Washington, Department of Terrestrial Magnetism, Washington, USA), Gavin A. L. Coleman (Queen Mary University of London, London, UK), Ignacio de la Cueva (Astroimagen, Ibiza, Spain), Stefan Dreizler (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany), Michael Endl (The University of Texas at Austin and McDonald Observatory, Austin, Texas, USA), Benjamin Giesers (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany), Sandra V. Jeffers (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany), James S. Jenkins (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Hugh R. A. Jones (University of Hertfordshire, Hatfield, UK), Marcin Kiraga (Warsaw University Observatory, Warsaw, Poland), Martin Kürster (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), María J. López-González (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Spain), Christopher J. Marvin (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany), Nicolás Morales (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Spain), Julien Morin (Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier & CNRS, Montpellier, France), Richard P. Nelson (Queen Mary University of London, London, UK), José L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Spain), Aviv Ofir (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), Sijme-Jan Paardekooper (Queen Mary University of London, London, UK), Ansgar Reiners (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany), Eloy Rodriguez (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Spain), Cristina Rodriguez-Lopez (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Spain), Luis F. Sarmiento (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany), John P. Strachan (Queen Mary University of London, London, UK), Yiannis Tsapras (Astronomisches Rechen-Institut, Heidelberg, Germany), Mikko Tuomi (University of Hertfordshire, Hatfield, UK) and Mathias Zechmeister (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Germany).

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 16 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Poljska, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. Na vrhu Sero Armazones, nedaleko od Paranala, ESO gradi 39-metarski Evropski izuzetno veliki teleskop, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

Naučni rad u časopisu Nature
Link to Habitability paper 1:
Link to Habitability paper 2:
Pale Red Dot blog
New Pale Red Dot blog articles about X:
New Pale Red Dot blog articles about Y
Slike teleskopa VLT
Slike instrumenta HARPS i ESO 3.6-metarskog teleskopa
Slike LCOGT teleskoša
Dodatne slike i vidi sa PHL @ UPR Arecibo

Kontakt

Ivana Horvat

Astronomsko društvo Novi Sad

Petrovaradin, Serbia