eso1837sv — Pressmeddelande (forskning)

Superjord upptäckt hos Barnards stjärna

Red Dots-kampanjen ger övertygande bevis för en exoplanet runt solens närmaste singelstjärna

14 november 2018

Den närmaste ensamma stjärnan till solen är värd till en exoplanet som väger minst 3,2 gånger så mycket som jorden. Den kyliga, svagt upplysta superjorden har upptäckts av en världsomfattande observationskampanj i vilken ingår mätningar från teleskop över hela världen, inklusive ESO:s planetjägarinstrument HARPS. Planeten är nu den näst närmaste kända exoplaneten till jorden. Barnards stjärna ligger så nära oss att den rör sig snabbare över natthimlen än någon annan känd stjärna.

En planet har upptäckts som kretsar kring Barnards stjärna, som ligger ynka 6 ljusår från jorden. Upptäckten, som presenteras i en forskningsartikel som publiceras idag i tidskriften Nature, är ett genombrott för två forskningsprojekt, Red Dots och CARMENES, som båda letar efter närliggande steniga planeter. Projekten låg också bakom upptäckten av planeten som går i bana runt vår närmaste granne, Proxima Centauri.

Planeten, som betecknas Barnards stjärna b, tar nu platsen som den näst närmaste kända exoplaneten till jorden [1]. Enligt mätningarna som samlats in hittills gör planeten ett varv runt sin värdstjärna på 233 dagar och har en massa på minst 3,2 gånger jordens, vilket innebär att det kan vara en superjord. Barnards stjärna är en röd dvärg, en sval stjärna med låg massa som bara svagt lyser upp den nyupptäckta planeten. Ljuset från Barnards stjärna ger planeten motsvarande endast 2% av energin som jorden får från solen.

Trots att den kretsar relativt nära sin värdstjärna, bara 0,4 gånger avståndet mellan jorden och solen, så befinner sig exoplaneten nära snölinjen där flyktiga ämnen som till exempel vatten kan kondensera till fast is. Den här frostiga och skuggiga värld kan ha temperaturer ner till 170 minusgrader Celsius, vilket innebär att den är obeboelig för liv som vi känner det på jorden.

Barnards stjärna, som har fått sitt namn efter astronomen Edward E. Barnard, är den närmast belägna ensamma stjärna till solen. Själva stjärnan är uråldrig, troligen dubbelt så gammal som solen, och relativt inaktiv. Stjärnan har också den snabbaste skenbara hastigheten av någon stjärna på himlen [2]. Superjordar är den vanligaste typen av planeter som bildas runt stjärnor med låg massa som Barnards stjärna. Enligt dagens teorier för hur planeter bildas är också snölinjen en plats där just denna typ av planeter kan väntas bildas.

Astronomer har tidigare sökt efter planeter runt Barnards stjärna men bara med nedslående resultat. Nu har ett genombrott blivit möjligt tack vare kombinerade mätningar från flera högprecisionsinstrument på teleskop i hela världen [3].

Ignasi Ribas, astronom vid Kataloniens institutet för rymdstudier och Spaniens Institutet för rymdforskning, CSIC, har lett forskarlaget bakom upptäckten.

– Efter en väldigt noggrann analys är vi till 99 procent övertygade om att planeten är där. Men vi fortsätter observera denna snabbt rörliga stjärna för att utesluta de möjliga, men osannolika, naturliga variationer i stjärnans ljusstyrka som skulle kunna misstas för en planet, säger han.

Bland de instrument som forskarna använde fanns ESO:s berömda planetjägarna, spektrograferna HARPS and UVES. Guillem Anglada Escudé, astronom vid Queen Mary University i London och en av forskarlagets ledare [4].

– HARPS spelade en kritisk roll i projektet. Vi kombinerade arkivdata från andra forskare med nya, överlappande mätningar av Barnards stjärna från olika teleskopanläggningar. Kombinationen av instrument var nyckeln till att vi kunde dubbelkontrollera våra resultat, kommenterar han.

Astronomerna använde dopplereffekten för att upptäcka att här fanns en planetkandidat. När planeten kretsar kring stjärnan vacklar stjärnan en aning på grund av planetens gravitationella dragningskraft. När stjärnan rör sig bort från jorden, rödförskjuts dess spektrum: stjärnans ljus skiftar mot längre våglängder. På liknande sätt blir stjärnljuset något blåare, och spektrumet skiftas mot kortare våglängder när stjärnan rör sig mot jorden.

Astronomer utnyttjar denna effekt för att med förbluffande precision mäta förändringarna i en stjärnas hastighet på grund av en kretsande exoplanet. HARPS kan upptäcka förändringar i en stjärnas hastighet så små som 3,5 kilometer i timmen, nära gånghastighet. Denna metod för att jaga exoplaneter kallas radialhastighetsmetoden. Detta är första gången som den använts för att upptäcka en liknande superjord i en så stor bana runt sin värdstjärna.

– Vi använde mätningar med sju olika instrument och en tidsspann på 20 år. Det innebär att detta är en av de största och mest omfattande datamängder som någonsin använts för noggranna radialhastighetsstudier. Kombinationen av alla data ledde till totalt 771 mätningar – en enorm mängd av information! berättar Ribas.

– Vi har alla arbetat hårt för det här genombrottet. Upptäckten är resultatet av ett stort samarbete som organiserades inom ramen för Red Dots-projektet, i vilket ingår bidrag från forskarlag över hela världen. Uppföljningsobservationer pågår redan vid olika observatorier från hela världen, avslutar Guillem Anglada Escudé.

Noter

[1] De enda stjärnorna som ligger närmare solen ingår i trippelsystemet Alfa Centauri. År 2016 använde astronomer ESO:s teleskop och andra anläggningar för att hitta tydliga bevis för en planet hos Proxima Centauri, den stjärnan i systemet som ligger närmast solen. Planeten Proxima b ligger bara 4 ljusår från jorden och upptäcktes av ett forskarlag som leddes av Guillem Anglada Escudé.

[2] Relativt solen rör sig Barnards stjärna i cirka 500 000 kilometer i timmen. Trots denna hisnande takt är den inte den snabbaste kända stjärnan. Vad som gör stjärnas hastighet anmärkningsvärd är hus snabbt den verkar röra sig över natthimlen sedd från jorden, även kallad egenrörelse. Barnards stjärna tillryggalägger motsvarande månens diameter på bara 180 år. Det kanske inte verkar fort, men det är den överlägset snabbaste egenrörelsen hos någon stjärna på himlen.

[3] De teleskop och observatorier som användes i projektet är: HARPSESO:s 3,6-meterteleskop, UVESESO:s VLT; HARPS-NTelescopio Nazionale Galileo; HIRES på Keckteleskopet (spegeldiameter 10 m); PFS vid Carnegie’s Magellanteleskop (6,5 m); APF2,4-meterteleskopet vid Lickobservatoriet, samt CARMENES vid Calar Alto-observatoriet. Mätningar gjordes även med 90 cm-teleskopet vid Sierra Nevadaobservatoriet, 40 cm-robotteleskopet vid observatoriet SPACEOBS, och det 80 cm stora Joan Oró-teleskopet vid Observatori Astronòmic del Montsec (OAdM).

[4] Du kan läsa mer om historien bakom denna upptäckt i veckans upplaga av ESOBlog.

Mer information

Resultaten som presenteras i forskningsartikeln A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star publiceras i tidskriften Nature den 15 november.

Forskarlaget består av I. Ribas (Institut de Ciències de l’Espai, Spanien & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanien), M. Tuomi (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Storbritannien), A. Reiners (Institut für Astrophysik Göttingen, Tyskland), 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, Spanien), M. Perger (Institut de Ciències de l’Espai, Spain & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanien), S. Dreizler (Institut für Astrophysik Göttingen, Tyskland), C. Rodríguez-López (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien), J. I. González Hernández (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien & Universidad de La Laguna, Spanien), A. Rosich (Institut de Ciències de l’Espai, Spanien & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanien), F. Feng (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Storbritannien), T. Trifonov (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), S. S. Vogt (Lick Observatory, University of California, USA), J. A. Caballero (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spanien), A. Hatzes (Thüringer Landessternwarte, Tyskland), E. Herrero (Institut de Ciències de l’Espai, Spanien & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanien), S. V. Jeffers (Institut für Astrophysik Göttingen, Tyskland), M. Lafarga (Institut de Ciències de l’Espai, Spanien & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanien), F. Murgas (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien & Universidad de La Laguna, Spanien), R. P. Nelson (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Storbritannien), E. Rodríguez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien), J. B. P. Strachan (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Storbritannien), L. Tal-Or (Institut für Astrophysik Göttingen, Tyskland & 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, Spanien & Universidad de La Laguna, Spanien), M. Zechmeister (Institut für Astrophysik Göttingen, Tyskland), A. Quirrenbach (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Tyskland), P. J. Amado (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien), M. Azzaro (Centro Astronómico Hispano-Alemán, Spanien), V. J. S. Béjar (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien & Universidad de La Laguna, Spanien), J. R. Barnes (School of Physical Sciences, The Open University, Storbritannien), Z. M. Berdiñas (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile), J. Burt (Kavli Institute, Massachusetts Institute of Technology, USA), G. Coleman (Physikalisches Institut, Universität Bern, Schweiz), M. Cortés-Contreras (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spanien), 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, Storbritannien), Th. Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), 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, Storbritannien), A. Kaminski (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Tyskland), M. Kiraga (Warsaw University Observatory, Polen), M. Kürster (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), 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, Spanien), 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, Spanien), J. Morin (Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier, Frankrike), 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, Spanien), R. Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien, & Consejo Superior de Investigaciones Científicas & Universidad de La Laguna, Spanien), S. Reffert (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Tyskland), A. Schweitzer (Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg, Tyskland), W. Seifert (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Tyskland), S. A. Shectman (The Observatories, Carnegie Institution for Science, USA), D. Staab (School of Physical Sciences, The Open University, Storbritannien), 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 Spanien), Y. Tsapras (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Tyskland), S. X. Wang (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, USA), och G. Anglada-Escudé (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Storbritannien & Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien).

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium, Chalmers
Sverige
Tel: +46704933114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

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

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

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

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1837, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1837sv
Namn:Barnard's Star b
Typ:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:HARPS
Science data:2018Natur.563..365R

Bilder

Så här skulle ytan kunna se ut på den superjord som kretsar kring Barnards stjärna
Så här skulle ytan kunna se ut på den superjord som kretsar kring Barnards stjärna
Så här skulle superjorden runt Barnards stjärna kunna se ut
Så här skulle superjorden runt Barnards stjärna kunna se ut
Barnards stjärna i stjärnbilden Ormbäraren
Barnards stjärna i stjärnbilden Ormbäraren
Vidvinkelvy av Barnard stjärnas rörelse över natthimlen
Vidvinkelvy av Barnard stjärnas rörelse över natthimlen
The nearest stars to the Sun (infographic)
The nearest stars to the Sun (infographic)
text på engelska

Videor

ESOCast 184 Light: Superjord upptäckt hos Barnards stjärna
ESOCast 184 Light: Superjord upptäckt hos Barnards stjärna
Så här skulle Barnards stjärna och dess superjord kunna se ut
Så här skulle Barnards stjärna och dess superjord kunna se ut
Hur ytan hos superjorden runt Barnards stjärna skulle kunna se ut
Hur ytan hos superjorden runt Barnards stjärna skulle kunna se ut
Barnards stjärna i solens omgivning
Barnards stjärna i solens omgivning

Se även