Pressemeddelelse

Superjord kredser om hurtigløberen Barnards Stjerne

Der er stærke beviser for en exoplanet i kredsløb omkring den enkeltstjerne, som er nærmest Solen, viser resultater fra Red Dot observationskampagnen

14. november 2018

Den enkeltstjerne, som er tættest på Solen har en exoplanet, som er mindst 3,2 gange tungere end Jorden - det, som kaldes en superjord. Denne frosne tusmørkeverden er den næstnærmeste til os, som endnu er fundet, og den kredser om Barnards Stjerne, som er den stjerne, som bevæger sig hurtigst hen over himlen. Observationerne er gjort med en række teleskoper over hele Jorden; blandt andet ESOs planetjægerinstrument HARPS i Chile.

 

Der er fundet en exoplanet i kredsløb om Barnards Stjerne, som kun befinder sig 6 lysår fra os. Det er et nyt gennembrud i jagten på exoplaneter, og opdagelsen offentliggøres idag i tidsskriftet Nature. Opdagelsen er gjort i forbindelse med projekterne  Red Dots og CARMENES; de samme forskningsprojekter, som allerede har fundet en ny verden ved vores nærmeste nabostjerne Proxima Centauri.

Den nyopdagede planet, som har fået betegnelsen Barnard's Star b bliver dermed Jordens næstnærmeste exoplanetnabo[1]. Ud fra de data, som kendes indtil nu tyder alt på, at der er tale om en superjord, som vejer mindst 3,2 gange mere end Jorden, og som kredser om sin moderstjerne på cirka 233 døgn. Barnards Stjerne er en rød dværg, en kølig, lille stjerne, som kun svagt evner at oplyse den nyopdagede klode. Lyset fra Barnards Stjerne giver kun exoplaneten 2% af det lys, som Jorden modtager fra Solen.

Selvom exoplaneten befinder sig forholdsvis tæt på sin moderstjerne, med en afstand, som kun er 40% af afstanden imellem Solen og Jorden, så ligger exoplaneten tæt ude ved snegrænsen, som astronomerne kalder det område udenfor hvilket letfordampelige stoffer, som for eksempel vand vil optræde som fast is. På den kolde tusmørkeplanet vil der være en temperatur på minus 170°C, så den er ikke ligefrem imødekommende for liv, som vi kender det.

Barnards Stjerne er opkaldt efter astronomen E. E. Barnard, og det er den enkeltstjerne, som er tættest på Solen. Stjernen er ældgammel; sandsynligvis dobbelt så gammel som Solen, og den er forholdsvis inaktiv, men det er også den stjerne på nattehimlen, som har den største egenbevægelse[2]. En superjord er den planettype, som vi oftest finder i kredsløb om lette stjerner som for eksempel Barnards Stjerne, og det gør det endnu mere sandsynligt, at vi også her har at gøre med den slags exoplanet. Desuden viser de nuværende teorier for planetdannelse, at det er mest sandsynligt at denne type exoplaneter dannes netop tæt ved snegrænsen.

Der er tidligere søgt efter exoplaneter ved Barnards Stjerne, men uden held. Det nye gennembrud sker, fordi det har været muligt at kombinere målinger fra flere supernøjagtige instrumenter på teleskoper over hele Verden[3].

"Vi har analysered resultaterne meget omhyggeligt, og vi er 99% sikre på, at planeten er der," siger chefen for forskerholdet Ignasi Ribas (Institute of Space Studies of Catalonia and the Institute of Space Sciences, CSIC i Spanien). "Vi bliver ved med at holde øje med denne hurtigløberstjerne, så vi kan udelukke de mulige, men usandsynlige naturlige variationer i stjernens lysstyrke. Sådan noget kan i princippet se ud som en planet."

Et af de instrumenter, som har været i brug ved opdagelsen er ESOs berømte planetjægere, spektrograferne HARPS og UVES. "HARPS har spillet en afgørende rolle i projektet her. Vi har kombineret arkivdata fra andre forskerhold med nye overlappende målinger på Barnards Stjerne fra forskellige observatorier," bemærker Guillem Anglada Escudé (Queen Mary University of London), som også er chefforsker på holdet[4]. "Vi har kunnet krydstjekke vore resultater netop ved at kunne bruge en kombination af flere instrumenter."

Astronomerne har udnyttet Dopplereffekten til at finde exoplanetkandidaten. Planetens omløb om stjernen får stjernen til at vrikke en smule i en lille kredsbevægelse på grund af de gensidige tyngdekræfter. I de perioder, hvor stjernen så bevæger sig væk fra Jorden, ser vi at dens spektrum bliver rødforskudt; det vil sige, at linierne i spektret får en smule længere bølgelængder. Tilsvarende bliver stjernens lys blåforskudt imod kortere bølgelængder, når stjernen derefter bevæger sig imod os på Jorden.

Astronomerne bruger denne effekt til at måle ændringer i stjernens hastighed forårsaget af den exoplanet, som kredser om den, og det kan gøres med en forbavsende nøjagtighed. HARPS kan måle ændringer i stjernens hastighed ned til 3,5 km/t - altså spadseretempo. Denne måde at søge efter exoplaneter kaldes radialhastighedsmetoden, og det er aldrig før lykkedes at finde en exoplanet af superjordtypen, som har kredset så langt fra dens moderstjerne.

"Vi har brugt observationer fra syv forskellige instrumenter, og målinger igennem 20 år, så det her er et af de største og mest detaljerede datasæt, som nogensinde er brugt til præcise radialhastighedsundersøgelser," forklarede Ribas. "Kombinationen af alle disse data har givet os i alt 771 enkeltmålinger, og det er en enorm informationsmængde."

"Vi har alle sammen arbejdet meget hårdt for at opnå det her gennembrud," slutter Anglada-Escudé. "Opdagelsen her er resultat af et omfattende samarbejde indenfor Red Dots projektet. Vi har haft bidrag fra forskerhold over hele Jorden, og vi er allerede igang med opfølgende observationer ved forskellige observationer på kloden."

Noter

 

[1] De eneste stjerner, som er tættere på Jorden er det tredobbelte stjernesystem Alpha Centauri. I 2016 fandt astronomerne med ESOs teleskoper i samarbejde med flere andre observatorier klare beviser for en exoplanet i kredsløb om den nærmeste af de tre stjerner i dette system, Proxima Centauri. Den planet er godt 4 lysår fra Jorden, og den blev opdaget af et forskerhold ledet af Guillem Anglada Escudé.

[2] Barnards Stjerne bevæger sig i forhold til Solen med omkring 500 000 km/t. Det er dog ikke den hurtigste kendte stjerne. Det, som gør stjernen her bemærkelsesværdig er, at den bevæger sig så hurtigt blant de andre stjerner på nattehimlen, set fra Jorden - det, som kaldes dens tilsyneladende bevægelse. På 180 år bevæger Barnards Stjerne sig et stykke hen over himlen, som svarer til Månens diameter. Det lyder ikke af så meget, men det gør alligevel stjernen til den, som har den største tilsyneladende bevægelse af alle.

 [3] De observatorier og instrumenter, som har bidraget til opdagelsen er: HARPS ved ESOs 3,6-meter teleskop; UVES ved ESOs VLT; HARPS-N ved Telescopio Nazionale Galileo; HIRES ved Keck 10-meter teleskopet, PFS ved Carnegies Magellan 6,5-m teleskop; APF ved 2,4-m teleskopet på Lick Observatory; og CARMENES på Calar Alto Observatoriet. Desuden er der foretaget observationer med 90-cm teleskopet på Sierra Nevada Observatoriet, 40-cm robotteleskopet ved SPACEOBS observatory, og 80-cm Joan Oró Telescope of the Montsec Astronomical Observatory (OAdM).

[4] Historien bag opdagelsen bliver fortalt i større detalje i denne uges ESOBlog.

Links

 

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artiklen med titlen A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star, som findes i tidsskriftet Nature fra 15. november 2018.

Forskerholdet består af 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, United Kingdom), 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, Spanien & Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanien), M. Perger (Institut de Ciències de l’Espai, Spanien & 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, United Kingdom), 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, United Kingdom), E. Rodríguez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien), J. B. P. Strachan (School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, United Kingdom), 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, 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, 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, United Kingdom), 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, United Kingdom), A. Kaminski (Landessternwarte, Universität Heidelberg, Tyskland), M. Kiraga (Warsaw University Observatory, Poland), 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, Frankrig), A. Ofir (Department of Earth and Planetary Sciences, Weizmann Institute of Science. Israel), E. Pallé (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien & 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, 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 Spanien), Y. Tsapras (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Tyskland), 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, United Kingdom & Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Kontakter

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-mail: iribas@ice.cat

Guillem Anglada-Escudé
Queen Mary University of London
London, United Kingdom
Tel: +44 (0)20 7882 3002
E-mail: 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-mail: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1837 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.