eso1837is — Fréttatilkynning

Risajörð á braut um Barnardsstjörnuna

Red Dots herferðin finnur merki um reikistjörnu á braut um nálægustu stöku stjörnuna við sólina okkar

14. nóvember 2018

Nálægasta staka stjarnan við sólina okkar hefur að minnsta kosti eina fjarreikistjörnu sem er 3,2 sinnum efnismeiri en Jörðin. Hún er því svokölluð risajörð. Ein umfangsmesta mæliherferð sögunnar, þar sem gögnum var aflað með sjónaukum um allan heim, þar á meðal HARPS reikistjörnurleitartæki ESO, leiddi þetta í ljós. Þessi hrollkaldi og dimmi hnöttur er næst nálægasta fjarreikstjarnan sem fundist hefur verið Jörðina. Barnardsstjarnan er hraðskreiðasta stjarnan á næturhimninum.

Reikistjarna hefur fundist á braut um Barnardsstjörnuna sem er í aðeins 6 ljósára fjarlægð frá Jörðinni. Tilkynnt var um uppgötvunina í grein í tímaritinu Nature í dag en hún var gerð fyrir tilverknað Red Dots og CARMENES verkefnanna sem snúast um að leita að bergreikistjörnum í næsta nágrenni sólkerfisins. Verkefnið hefur þegar skilað árangri en í því fannst reikistjarna á braut um Proxima Centauri, nálægustu stjörnuna við sólkerfið okkar.

Reikistjarnan er kölluð Barnardsstjarnan b og er nú næst nálægasta þekkta fjarreikistjarnan við Jörðina [1]. Mælingarnar benda til þess að hún sé risajörð, um 3,2 sinnum massameiri en Jörðin og gangi um móðurstjörnuna sína á um 233 dögum. Barnardsstjarnan er rauður dvergur, þ.e. köld og masaslítil stjarna sem bregður rýrri birtu á þennan nýfundna hnött. Reikistjarnan fær aðeins 2% af þeirri orku sem Jörðin fær frá sólinni.

Þótt reikistjarnan sé 60% nær móðurstjörnunni sinni en Jörðin frá sólinni er hún utan snælínunnar, þess svæðis þar sem reikul efni eins og vatn geta þést og myndað ís. Líklegt er að yfirborðshitastigið á reikistjörnunni sé í kringum –170°C svo hún er ólífvænleg.

Barnardsstjarnan er nefnd eftir stjörnufræðingnum Edward Emerson Barnard en hún er nálægasta staka stjarnan við sólkerfið okkar. Hún er líklega tvöfalt eldri en sólin okkar og tiltölulega óvirk. Um leið státar hún af mestri eiginhreyfingu stjörnu á næturhimninum [2]. Risajarðir virðast algengasta gerð reikistjarna sem verða til í kringum lágmassastjörnur eins og Barnardsstjörnuna. Kenningar um myndun reikistjarna spá ennfremur fyrir um, að snælínan sé líklegasti staðurinn þar sem slíkar plánetur myndast.

Þetta er ekki í fyrsta sinn sem leitað hefur verið að reikistjörnum í kringum Barnardsstjörnuna, en þar til nú höfðu þær ekki skilað tilætluðum árangri. Uppgötvunin nú er afrakstur samvinnu nokkurra fyrsta flokks mælitækja á sjónaukum um allan heim [3].

„Eftir mjög vandlega gagnaúrvinnslu erum við 99% viss um að reikistjarnan sé raunveruleg,“ sagði Ignasi Ribas (Institute of Space Studies of Catalonia og Institute of Space Sciences, CSIC á Spáni) sem hafði umsjón með rannsókninni. „Aftur á móti höldum við áfram að fylgjast með þessari hraðfleygu stjörnu til að útiloka þann möguleika, sem er ólíklegur, að náttúrulegar sveiflur á birtu stjörnunnar skýri það sem við sjáum og mælum.“

HARPS og UVES litrófsritarnir voru meðal þeirra mælitækja sem notuð voru í rannsókninni. „HARPS lék lykilhlutverk í verkefninu. Við skoðuðum gagnasöfn frá öðrum hópum með nýjum mælingum á Barnardsstjörnunni frá öðrum sjónaukum,“ sagði Guillem Anglada Escudé (Queen Mary University of London), meðhöfundur greinarinnar um rannsóknina [4]. „En það var þessi samblanda mælitækja sem réði úrslitum því það gerði okkur kleift að yfirfara niðurstöður okkar.“

Stjörnufræðingarnir notuðu Dopplerhrif til að finna reikistjörnuna. Þótt reiksitjarnan sé langt frá stjörnunni sinni veldur þyngdartog hennar því að móðurstjarnan vaggar. Þegar stjarnan hnikast frá Jörðinni færast litrófslínur stjörnunnar í átt að rauða enda litrófsins, svo úr verður rauðvik. Að sama skapi hliðrast ljós stjörnunnar í átt að bláa enda litrófsins þegar stjarnan færist í átt til Jarðar.

Stjörnufræðingar nýta sér þessi Dopplerhrif til að mæla breytingu á sjónstefnuhraða stjörnunnar vegna reikistjörnunnar með ótrúlegri nákvæmni. HARPS getur mælt breytingar á hraða stjörnunnar niður í 3,5 km/klst sem er nokkurn veginn gönguhraði. Þetta kallast sjónstefnumælingar eða Doppler-litrófsmælingar og hafði aldrei áður verið notuð til að finna svipaða risajörð í jafn mikilli fjarlægð frá móðurstjörnunni og Barnardsstjarnan b.

„Við notuðum gögn frá sjö mismunandi mælitækjum ssm aflað var yfir tuttugu ára tímabil, svo hér er um að ræða eitthvert stærsta og umfangsmesta gagnasafn sem notað hefur verið í nákvæmum sjónstefnumælingum,“ sagði Ribas. „Í heild byggja gögnin á 771 mælingu sem er gríðarmikið magn af upplýsingum.“

„Við höfum öll unnið hörðum höndum að þessari uppgötvun. Hún er afrakstur samstarfs sem skipulagt var í gegnum Red Dots verkefnið og fól í sér framlag rannsóknarhópa um allan heim. Frekari mælingar til að fylgja þessu eftir eru þegar hafnar í sjónaukum um víða veröld,“ sagði Angalda-Escudé að lokum.

Skýringar

[1] Einu stjörnurnar sem eru nær sólinni eru þrístirnið Alfa Centauri. Árið 2016 fundu stjörnufræðingar sem notuðu sjónauka ESO sönnunargögn fyrir tilvist reikistjörnu á braut um nálægustu stjörnuna í kerfinu, Proxima Centauri. Sú reikistjarna er aðeins 4 ljósár í burtu frá Jörðinni en hópur stjörnufræðinga undir forystu Guillem Anglada-Escudé fann hana.

[2] Heildarhraði Barnardsstjörnunnar miðað við sólina er um 500.000 km/klst. Þrátt fyrir þennan mikla hraða er hún ekki hraðskreiðasta stjarna sem þekkist. Það sem gerir hreyfingu hennar athyglisverða er hve hratt hún hreyfist yfir næturhiminninn frá Jörðu séð en það kallast eiginhreyfing. Barnardsstjarnan ferðast yfir himinninn sem janfgildir sýndarþvermáli tunglsins á himninum á 180 árum. Það hljómar ef til vill ekki mikið en er langmesta eiginhreyfing stjörnu á næturhimninum.

[3] Sjónaukarnir sem notaðir voru eru: HARPS á 3,6 metra sjónauka ESO; UVES á ESO VLT; HARPS-N á Telescopio Nazionale Galileo; HIRES á 10 metra Keck sjónaukanum; PFS á 6,5 metra Magellansjónauka Carnegie; APF á 2,4 metra sjónaukanum í Observatory; og CARMENES á Calar Alto Observatory. Auk þess voru mælingar gerðar með 90 cm sjónaukanum í Sierra Nevada Observatory, 40 cm sjónaukanum í SPACEOBS stjörnustöðinni og 80 cm Joan Oró sjónaukanum í Montsec Astronomical Observatory (OAdM).

[4] Lesa má meira um söguna á bak við uppgötvunina á ESOBlog.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greininni A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star í tímaritinu Nature hinn 15. nóvember.

Í rannsóknarteyminu eru I. Ribas (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spain), M. Tuomi (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, United Kingdom), A. Reiners (Institut für Astrophysik Göttingen, Germany), R. P. Butler (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA), J. C. Morales (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spain), M. Perger (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spain), S. Dreizler (Institut für Astrophysik Göttingen, Germany), C. Rodríguez-López (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain), J. I. González Hernández (Instituto de Astrofísica de Canarias Spain & Universidad de La Laguna, Spain), A. Rosich (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spain), F. Feng (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, United Kingdom), T. Trifonov (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germany), S. S. Vogt (Lick Observatory, University of California, USA), J. A. Caballero (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spain), A. Hatzes (Thüringer Landessternwarte, Germany), E. Herrero (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spain), S. V. Jeffers (Institut für Astrophysik Göttingen, Germany), M. Lafarga (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spain), F. Murgas (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain & Universidad de La Laguna, Spain), R. P. Nelson (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, United Kingdom), E. Rodríguez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain), J. B. P. Strachan (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, United Kingdom), L. Tal-Or (Institut für Astrophysik Göttingen, Germany & School of Geosciences, Tel-Aviv University, Israel), J. Teske (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA & Hubble Fellow), B. Toledo-Padrón (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain & Universidad de La Laguna, Spain), M. Zechmeister (Institut für Astrophysik Göttingen, Germany), A. Quirrenbach (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Germany), P. J. Amado (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain), M. Azzaro (Centro Astronómico Hispano-Alemán, Spain), V. J. S. Béjar (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain & Universidad de La Laguna, Spain), J. R. Barnes (School of Physical Sciences, The Open University, United Kingdom), 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, Spain), 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, United Kingdom), Th. Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germany), 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, United Kingdom), A. Kaminski (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Germany), M. Kiraga (Warsaw University Observatory, Poland), M. Kürster (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germany), 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, Spain), 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, Spain), J. Morin (Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier, France), A. Ofir (Department of Earth and Planetary Sciences, Weizmann Institute of Science. Israel), E. Pallé (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain & Universidad de La Laguna, Spain), R. Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain, & Consejo Superior de Investigaciones Científicas & Universidad de La Laguna, Spain), S. Reffert (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Germany), A. Schweitzer (Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg, Germany), W. Seifert (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Germany), S. A. Shectman (The Observatories, Carnegie Institution for Science, USA), D. Staab (School of Physical Sciences, The Open University, United Kingdom), 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 Spain), Y. Tsapras (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Germany), S. X. Wang (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA), og G. Anglada-Escudé (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, United Kingdom & Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

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

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

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1837.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1837is
Nafn:Barnard's Star b
Tegund:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:HARPS
Science data:2018Natur.563..365R

Myndir

Artist’s impression of the surface of a super-Earth orbiting Barnard’s Star
Artist’s impression of the surface of a super-Earth orbiting Barnard’s Star
texti aðeins á ensku
Artist’s impression of super-Earth orbiting Barnard’s Star
Artist’s impression of super-Earth orbiting Barnard’s Star
texti aðeins á ensku
Barnard’s Star in the constellation Ophiuchus
Barnard’s Star in the constellation Ophiuchus
texti aðeins á ensku
Widefield image of the sky around Barnard’s Star showing its motion
Widefield image of the sky around Barnard’s Star showing its motion
texti aðeins á ensku
The nearest stars to the Sun (infographic)
The nearest stars to the Sun (infographic)
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 184 Light: Super-Earth Orbiting Barnard’s Star (4K UHD)
ESOcast 184 Light: Super-Earth Orbiting Barnard’s Star (4K UHD)
texti aðeins á ensku
Artist’s impression of Barnard’s Star and its super-Earth
Artist’s impression of Barnard’s Star and its super-Earth
texti aðeins á ensku
Exploring the surface of a super-Earth orbiting Barnard’s Star (Artist’s impression)
Exploring the surface of a super-Earth orbiting Barnard’s Star (Artist’s impression)
texti aðeins á ensku
Barnard’s Star in the Solar neighborhood
Barnard’s Star in the Solar neighborhood
texti aðeins á ensku

Sjá einnig