eso1837hu — Tudományos közlemények

Szuperföld kering a Barnard-csillag körül

A Red Dots kampány során bizonyítékot találtak arra, hogy a legközelebbi egyedülálló csillag körül is kering bolygó

2018. november 14.

A Naphoz legközelebbi egyedülálló csillagnak egy legalább 3,2 földtömegű bolygója van – egy ún. szuperföld. A fényt éppen csak kapó fagyott világot napjaink egyik legnagyobb, sok földi távcsövet – köztük az ESO HARPS bolygóvadász műszerét is – bevonó észlelési kampányában találták. Az újonnan felfedezett planéta a második legközelebbi ismert exobolygó, a Barnard-csillag pedig az égbolt leggyorsabban mozgó csillaga.

A tőlünk mintegy 6 fényév távolságban lévő Barnard-csillag körül is bolygót találtak. A Nature magazin mai számában megjelent cikkben nyilvánosságra hozott jelentős felfedezés a Red Dots és a CARMENES projektek eredménye, amelyek keretében közeli kőzetbolygókat keresnek, és már találtak is egyet, mégpedig a legközelebbi szomszédunk, a Proxima Centauri körül.

A nevezéktan alapján a „Barnard-csillag b” jelzéssel ellátott planéta így a második legközelebbi exobolygó [1]. Az összegyűjtött adatok szerint egy szuperföld lehet, amelynek tömege a Földének legalább 3,2-szerese, gazdacsillagát pedig nagyjából 233 nap alatt kerüli meg. Utóbbi, a Barnard-csillag egy hideg, kis tömegű vörös törpe, amely éppen csak megvilágítja az újonnan felfedezett világot: a bolygó a Napból a Földre jutó energia mindössze 2%-át kapja sugárzás formájában a Barnard-csillagtól.

Annak ellenére, hogy a bolygó a NapFöld távolság kb. 0,4-szeresére, azaz viszonylag közel kering a csillagához, már majdnem a hóhatáron mozog, azaz ott, ahol az illékony vegyületek, mint például a víz, már jéggé kondenzálódhatnak. A fagyott árnyékvilág hőmérséklete 170 °C lehet, ez pedig az általunk ismert létformák számára igen kellemetlen környezet.

A Barnard-csillag, amely nevét Edward Emerson Barnard csillagász után kapta, a Naphoz legközelebbi egyedülálló csillag. Az égitest maga ősi – kora valószínűleg kétszerese a Napénak – és eléggé inaktív, de a látszólagos mozgást tekintve az éjszakai égbolt leggyorsabb csillaga [2]. A szuperföldek a Barnard-csillaghoz hasonló kis tömegű csillagok körül kialakuló bolygók jellemző képviselői, ami szintén alátámasztja az új bolygójelölt létezését, de a jelenlegi bolygókeletkezési elméletek is azt jelzik, hogy a hóhatár ideális helyszín az ilyen planéták kialakulásához.

A Barnard-csillag körüli bolygó keresésére tett korábbi erőfeszítések nem jártak eredménnyel – a mostani áttörés is csak úgy születhetett meg, hogy több, a világ különböző részein található távcső nagy pontosságú műszerét vetették be a cél érdekében [3].

„Nagyon alapos elemzés után 99%-os biztonsággal állíthatjuk, hogy a bolygó ott van” – jelentette ki a csapatot vezető kutató, Ignasi Ribasi (Institut de Ciències de l'Espai, Spanyolország és Institut d'Estudis Especials de Catalunya, Spanyolország). „Mindazonáltal tovább folytatjuk ennek a gyorsan mozgó csillagnak a megfigyelését, hogy kizárhassuk a csillag fényének lehetséges, bár kevéssé valószínű természetes változásait, amelyek esetleg szintén a bolygóéhoz hasonló jelet eredményeznének.”

A kutatás során használt műszerek között találjuk az ESO híres bolygóvadász eszközeit, a HARPS és az UVES spektrográfokat. „A HARPS kulcsfontosságú szerepet játszott a projektben. Más csoportoktól származó archív adatokat kombináltunk a Barnard-csillagról különböző eszközökkel nyert új, átfedő mérésekkel” – egészítette ki Guillem Anglada-Escudé (Queen Mary University, London), az eredményt jegyző csapat másik vezető kutatója [4]. „Több műszert használva az eredmény ellenőrzésére is módunk nyílt.”

A csillagászok a Doppler-effektus alapján leltek a bolygójelöltre. A keringő bolygó gravitációs hatása magát a csillagot is „megrángatja” kicsit. Amikor emiatt a csillag a Földtől távolodik, a színképe vöröseltolódást szenved, azaz a vonalak a hosszabb hullámhosszak felé tolódnak el. Hasonlóan: a színképvonalak a rövidebb, kékebb hullámhosszak felé tolódnak, amikor a csillag a Föld felé mozog.

A csillagászok a Doppler-effektust felhasználva a csillag sebességében bekövetkező változások alapján képesek kimutatni a keringő bolygót – mégpedig meglepően nagy pontossággal. A HARPS a csillag 3,5 km/h-nál kisebb – egy sétáló ember tempójának megfelelő – sebességváltozásait is képes detektálni. Az exobolygó-vadászat ezen eljárásának neve radiálissebesség-módszer, de eddig még nem találtak vele a gazdacsillaga körül ilyen tág pályán keringő szuperföld típusú planétát.

„Hét különböző műszer 20 évet átfogó mérési adatait használtuk fel, így ez a valaha volt legnagyobb és legátfogóbb, pontos radiálissebesség-vizsgálatokhoz összeállított adathalmaz” – magyarázta Ribas. „Az adategyüttes 771 egyedi mérést tartalmaz, ami hatalmas mennyiségű információ!”

„Mindannyian nagyon keményen dolgoztunk ezen az áttörésen” – zárta Anglada-Escudé. „A felfedezés a Red Dots projekt keretében kialakított kiterjedt együttműködés eredménye, amelyben a glóbusz minden részéből vettek részt csoportok. A világ különböző obszervatóriumaiban pedig már a követő észlelések is zajlanak.”

Megjegyzés

[1] A Naphoz ennél is közelebb csak az alfa Centauri hármas csillagrendszer van. 2016-ban a csillagászok az ESO távcsöveivel és műszereivel egyértelmű bizonyítékot találtak arra, hogy a rendszer Földhöz legközelebbi tagja, a Proxima Centauri körül egy bolygó kering. A Guillem Anglada-Escudé vezette csoport által felfedezett planéta alig több mint 4 fényévre van a Földtől.

[2] A Barnard-csillag Naphoz viszonyított teljes sebessége kb. 500000 km/h. Az óriási tempó ellenére mégsem ez a leggyorsabb ismert csillag. Ami mégis figyelemre méltóvá teszi a mozgását, hogy az a Földről nézve az égbolton keresztül milyen gyorsnak tűnik, azaz mekkora az ún. sajátmozgása. A Barnard-csillag 180 évente a telihold átmérőjének megfelelő távolsággal mozdul el az égbolton. Ez talán nem tűnik soknak, de messze a legnagyobb sajátmozgás a csillagok között.

[3] A kutatás során használt távcsövek, műszerek: az ESO 3,6 méteres távcsövén működő HARPS, az UVES az ESO VLT távcsőegyüttesén, a HARPS-N a Telescopio Nazionale Galileo távcsövön, a HIRES a 10 méteres Keck-teleszkópon, a PFS a Carnegie Intézet 6,5 méteres Magellán-teleszkópján, az APF a Lick Obszervatórium 2,4 méteres távcsövén és a CARMENES a Calar Alto Obszervatóriumban. További megfigyelések születtek a Sierra Nevada Obszervatórium 90 cm-es távcsövével, a SPACEOBS obszervatórium 40 cm-es robottávcsövével és a Montsec Astronomical Observatory (OadM) 80 cm-es Joan Oró távcsövével.

[4] A kutatás történetének részletesebb leírása a héten az ESOblog felületen is megjelenik.

További információ

Az eredményeket részletező, A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star c. szakcikk november 15-én jelent meg a Nature magazinban.

A kutatócsoport tagjai: I. Ribas (Institut de Ciències de l’Espai, Spanyolország & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanyolország), M. Tuomi (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Egyesült Királyság), A. Reiners (Institut für Astrophysik Göttingen, Németország), R. P. Butler (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA), J. C. Morales (Institut de Ciències de l’Espai, Spanyolország & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanyolország), M. Perger (Institut de Ciències de l’Espai, Spanyolország & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanyolország), S. Dreizler (Institut für Astrophysik Göttingen, Németország), C. Rodríguez-López (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyolország), J. I. González Hernández (Instituto de Astrofísica de Canarias Spanyolország & Universidad de La Laguna, Spanyolország), A. Rosich (Institut de Ciències de l’Espai, Spanyolország & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanyolország), F. Feng (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Egyesült Királyság), T. Trifonov (Max-Planck-Institut für Astronomie, Németország), S. S. Vogt (Lick Observatory, University of California, USA), J. A. Caballero (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spanyolország), A. Hatzes (Thüringer Landessternwarte, Németország), E. Herrero (Institut de Ciències de l’Espai, Spanyolország & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanyolország), S. V. Jeffers (Institut für Astrophysik Göttingen, Németország), M. Lafarga (Institut de Ciències de l’Espai, Spanyolország & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanyolország), F. Murgas (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanyolország & Universidad de La Laguna, Spanyolország), R. P. Nelson (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Egyesült Királyság), E. Rodríguez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyolország), J. B. P. Strachan (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Egyesült Királyság), L. Tal-Or (Institut für Astrophysik Göttingen, Németország & School of Geosciences, Tel-Aviv University, Izrael), J. Teske (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA & Hubble Fellow), B. Toledo-Padrón (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanyolország & Universidad de La Laguna, Spanyolország), M. Zechmeister (Institut für Astrophysik Göttingen, Németország), A. Quirrenbach (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Németország), P. J. Amado (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyolország), M. Azzaro (Centro Astronómico Hispano-Alemán, Spanyolország), V. J. S. Béjar (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanyolország & Universidad de La Laguna, Spanyolország), J. R. Barnes (School of Physical Sciences, The Open University, Egyesült Királyság), Z. M. Berdiñas (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile), J. Burt (Kavli Institute, Massachusetts Institute of Technology, USA), G. Coleman (Physikalisches Institut, Universität Bern, Switzerland), M. Cortés-Contreras (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spanyolország), J. Crane (The Observatories, Carnegie Institution for Science, USA), S. G. Engle (Department of Astrophysics & Planetary Science, Villanova University, USA), E. F. Guinan (Department of Astrophysics & Planetary Science, Villanova University, USA), C. A. Haswell (School of Physical Sciences, The Open University, Egyesült Királyság), Th. Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Németország), B. Holden (Lick Observatory, University of California, USA), J. Jenkins (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile), H. R. A. Jones (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Egyesült Királyság), A. Kaminski (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Németország), M. Kiraga (Warsaw University Observatory, Poland), M. Kürster (Max-Planck-Institut für Astronomie, Németország), M. H. Lee (Department of Earth Sciences and Department of Physics, The University of Hong Kong), M. J. López-González (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyolország), D. Montes (Dep. de Física de la Tierra Astronomía y Astrofísica & Unidad de Física de Partículas y del Cosmos de la Universidad Complutense de Madrid, Spanyolország), J. Morin (Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier, France), A. Ofir (Department of Earth and Planetary Sciences, Weizmann Institute of Science. Izrael), E. Pallé (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanyolország & Universidad de La Laguna, Spanyolország), R. Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanyolország, & Consejo Superior de Investigaciones Científicas & Universidad de La Laguna, Spanyolország), S. Reffert (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Németország), A. Schweitzer (Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg, Németország), W. Seifert (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Németország), S. A. Shectman (The Observatories, Carnegie Institution for Science, USA), D. Staab (School of Physical Sciences, The Open University, Egyesült Királyság), R. A. Street (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, USA), A. Suárez Mascareño (Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Switzerland & Instituto de Astrofísica de Canarias Spanyolország), Y. Tsapras (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Németország), S. X. Wang (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA), and G. Anglada-Escudé (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Egyesült Királyság & Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyolország).

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort  egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése fókuszál annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb látható hullámhosszakon üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső. A világ legnagyobb égboltfelmérő teleszkópja, a VISTA az infravörös hullámhossztartományban működik, míg a VLT Égboltfelmérő Távcső az optikai hullámhosszak legnagyobb dedikált égboltfelmérő műszere. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

·      Szakcikk

·      Red Dots projekt

·      Bolygót találtak a legközelebbi csillag lakhatósági zónájában

Kapcsolat

Ignasi Ribas (Lead Scientist)
Institut d’Estudis Espacials de Catalunya and the Institute of Space Sciences, CSIC
Barcelona, Spain
Telefon: +34 93 737 97 88 (ext 933027)
E-mail: iribas@ice.cat

Guillem Anglada-Escudé
Queen Mary University of London
London, United Kingdom
Telefon: +44 (0)20 7882 3002
E-mail: g.anglada@qmul.ac.uk

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso1837 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso1837hu
Név:Barnard's Star b
Típus:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:HARPS
Science data:2018Natur.563..365R

Képek

Fantáziarajz a Barnard-csillag körül keringő szuperföld felszínéről
Fantáziarajz a Barnard-csillag körül keringő szuperföld felszínéről
Fantáziarajz a Barnard-csillag körül keringő szuperföldről
Fantáziarajz a Barnard-csillag körül keringő szuperföldről
A Barnard-csillag a Kígyótartó csillagképben
A Barnard-csillag a Kígyótartó csillagképben
A Barnard-csillag körüli égboltterület nagy látószögű, a mozgást is mutató képe
A Barnard-csillag körüli égboltterület nagy látószögű, a mozgást is mutató képe
The nearest stars to the Sun (infographic)
The nearest stars to the Sun (infographic)
Csak angol nyelven

Videók

ESOCast 184 Light: A Barnard-csillag körül keringő szuperföld (4K UHD)
ESOCast 184 Light: A Barnard-csillag körül keringő szuperföld (4K UHD)
Fantáziarajz a Barnard-csillagról és szuperföld kísérőjéről
Fantáziarajz a Barnard-csillagról és szuperföld kísérőjéről
A Barnard-csillag körül keringő szuperföld felszínének felfedezése (Fantáziarajz)
A Barnard-csillag körül keringő szuperföld felszínének felfedezése (Fantáziarajz)
A Barnard-csillag a Nap szomszédságában
A Barnard-csillag a Nap szomszédságában

Tekintse meg