Komunikat prasowy

Odkryto planetę w ekosferze wokół najbliższej gwiazdy

Kampania Pale Red Dot ujawniła istnienie świata o masie Ziemi na orbicie wokół gwiazdy Proxima Centauri

24 sierpnia 2016

Astronomowie korzystający z teleskopów ESO oraz innych urządzeń uzyskali wyraźne dowody na istnienie planety okrążającej najbliższą względem Układu Słonecznego gwiazdę, Proximę Centauri. Od dawna poszukiwany świat, oznaczony Proxima b, krąży dookoła chłodnej, czerwonej gwiazdy macierzystej co 11 dni i ma temperaturę odpowiednią do występowania wody w stanie ciekłym na powierzchni. Ten skalisty świat jest nieco masywniejszy od Ziemi i stanowi najbliższą egzoplanetę względem nas – może być też najbliższym siedliskiem życia poza Układem Słonecznym. Publikacja opisująca to ważne odkrycie ukaże się 25 sierpnia 2016 r. w czasopiśmie „Nature”.

Nieco ponad cztery lat świetlne od Układu Słonecznego znajduje się czerwony karzeł o nazwie Proxima Centauri, który jest najbliższą Ziemi gwiazdą, oprócz Słońca. Ta chłodna gwiazda w konstelacji Centaura jest zbyt słaba, aby dostrzec ją nieuzbrojonym okiem i znajduje się blisko znacznie jaśniejszej pary gwiazd znanych jako Alfa Centauri AB.

Podczas pierwszej połowy 2016 roku Proxima Centauri była regularnie obserwowana za pomocą spektrografu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie ESO w La Silla w Chile i jednocześnie monitorowana za pomocą innych teleskopów na świecie [1]. Była to kampania Pale Red Dot, w której zespół astronomów kierowany przez Guillema Anglada-Escudé, z Queen Mary University of London, poszukiwał niewielkiego ruchu gwiazdy do przodu i do tyłu, który mógł być wywołany grawitacyjnym oddziaływaniem od potencjalnej planety [2].

Ponieważ temat ten budzi spore zainteresowanie społeczeństwa, przebieg kampanii od połowy stycznia do kwietnia 2016 r. był udostępniany publicznie na stronie internetowej Pale Red Dot oraz w mediach społecznościowych. Raportom towarzyszyły liczne artykuły popularnonaukowe napisane przez specjalistów z całego świata.

Guillem Anglada-Escudé wyjaśnia tło tych unikatowych badań: „Pierwsze wskazówki o możliwej planecie pochodzą z 2013 roku, ale detekcja nie była przekonywująca. Od tamtej pory ciężko pracowaliśmy, aby uzyskać więcej obserwacji z powierzchni Ziemi przy pomocy ESO i innych instytucji. Najnowsza kampania Pale Red Dot była planowana przez około dwa lata.”

Dane z Pale Red Dot, po połączeniu z wcześniejszymi obserwacjami dokonanymi w obserwatoriach ESO i w innych miejscach, ujawniły wyraźny sygnał bardzo ekscytującego wyniku. Proxima Centauri zbliża się do Ziemi z prędkością około 5 kilometrów na godzinę – czyli typowym tempem spaceru człowieka – i potem z tą samą prędkością się oddala. Ten regularny wzór zmieniających się prędkości radialnych powtarza się z okresem 11,2 dnia. Staranne analizy niewielkich przesunięć Dopplera pokazały, że wskazuje to na istnienie planety o masie co najmniej 1,3 masy Ziemi, okrążającej Proxima Centauri w odległości 7 milionów kilometrów – zaledwie 5% dystansu Ziemia-Słońce [3].

Guillem Anglada-Escudé opisuje podekscytowanie z ostatnich miesięcy: „Ciągle sprawdzałem spójność sygnału każdej z 60 nocy kampanii Pale Red Dot. Pierwsze 10 było bardzo obiecujących, pierwsze 20 było zgodne z oczekiwaniami, a po 30 dniach wynik był już dość dobrze określony, więc zaczęliśmy pisać publikację!”

Czerwone karły, takie jak Proxima Centauri, są gwiazdami aktywnymi i mogą zmieniać się w sposób, który przypomina istnienie planet. Aby wykluczyć taką możliwość, zespół monitorował bardzo dokładnie także zmiany jasności gwiazdy przy pomocy teleskopu ASH2 w San Pedro de Atacama Celestial Explorations Observatory w i sieci teleskopów Las Cumbres Observatory. Prędkości radialne zmierzone w momencie gdy gwiazda jaśniała, zostały wykluczone z końcowej analizy.

Mimo, że Proxima b krąży znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Merkury wokół Słońca w Układzie Słonecznym, sama gwiazda jest znacznie słabsza niż Słońce. W efekcie, Proxima b znajduje się wewnątrz ekosfery (strefy życia, strefy nadającej się do zamieszkania) wokół gwiazdy i szacuje się, że jej temperatura powierzchniowa pozwala na występowanie wody w stanie ciekłym.

Niezależnie od temperatury wynikającej z orbity Proxima b, na warunki na powierzchni mogą silnie oddziaływać rozbłyski ultrafioletowe i rentgenowskie od gwiazdy – znacznie intensywniejsze niż te, których Ziemia doświadcza od Słońca [4].

Odkrycie będzie początkiem intensywnych dalszych obserwacji, zarówno istniejącymi instrumentami [5], jak i następną generacją olbrzymich teleskopów, takich jak Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (E-ELT). Proxima b będzie głównym celem dla polowań na dowody istnienia życia gdzieś we Wszechświecie. System Alfa Centauri może także być celem pierwszej próby ludzkości podróży do innego systemu gwiazdowego, projektu StarShot.

Guillem Anglada-Escudé podsumowuje: „Znaleziono już wiele egzoplanet i wiele więcej zostanie jeszcze odkrytych, ale poszukiwania najbardziej podobnej do Ziemi i kolejnych, to doświadczenie całego życia dla nas wszystkich. Wiele ludzkich historii i wysiłków doprowadziło do tego odkrycia. Wynik jest także hołdem dla nich. Poszukiwania życia na planecie Proxima b będą następne...”

Uwagi

[1] Oprócz danych z kampanii Pale Red Dot, artykuł zawiera wkład od naukowców, którzy obserwowali gwiazdę Proxima Centauri od wielu lat. Dotyczy to m.in. członków programu UVES/ESO M-dwarf (Martin Kürster i Michael Endl), a także pionierów poszukiwań egzoplanet, takich jak R. Paul Butler. Wykorzystano także publicznie dostępne obserwacje zespołu HARPS/Geneva z wielu lat.

[2] Nazwa Pale Red Dot nawiązuje do słynnego określenia Carla Sagana na Ziemię jako błękitną kropkę (pale blue dot). Ponieważ Proxima Centauri jest czerwonym karłem, oświetla okrążającą ją planetę bladoczerwoną poświatą.

[3] Detekcja, którą dzisiaj ogłoszono, była technicznie możliwa od 10 lat. Wykrywano już sygnały o mniejszych amplitudach. Jednak gwiazdy nie są idealnymi kulami gazu i Proxima Centauri jest gwiazdą aktywną. Wiarygodna detekcja planety Proxima b była możliwa dopiero po dokładnym zrozumieniu w jaki sposób gwiazda zmienia się w skali od minut do dekad i monitorowaniu jej jasności teleskopami fotometrycznymi.

[4] Rzeczywista zdolność tego typu planet do posiadania warunków umożliwiających występowanie wody i życia podobnego do ziemskiego jest przedmiotem intensywnej, ale głównie teoretycznej debaty. Główne argumenty przeciwko istnieniu życia są związane z bliskością do gwiazdy. Na przykład siły grawitacyjne prawdopodobnie zablokowały jedną stronę planety do nieustannego dnia, a drugą do nieustannej nocy. Atmosfera planety może także powoli wyparowywać albo mieć znacznie bardziej złożoną chemię niż ziemska, z powodu itp. silnego promieniowania ultrafioletowego i rentgenowskiego, szczególnie podczas pierwszych kilku miliardów lat życia gwiazdy. Jednak żaden z argumentów nie został udowodniony w sposób bezsporny i trudno tego dokonać bez bezpośrednich obserwacji i poznania własności atmosfery planety. Podobne czynniki dotyczą planet niedawno odkrytych wokół TRAPPIST-1.

[5] Niektóre metody badań atmosfery planety zależą od jej przejścia przed gwiazdą (tranzytu), aby światło gwiazdy przechodziło przez atmosferę w trakcie swojej podróży do Ziemi. Obecnie brak dowodów, aby Proxima b tranzytowała przed dyskiem swojej gwiazdy macierzystej, a szansa, że takie coś nastąpi wydaje się niewielka. Mimo wszystko prowadzone są dalsze obserwacje, aby sprawdzić taką możliwość.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt. „A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri”, G. Anglada-Escudé et al., który ukaże się 25 sierpnia 2016 r. w czasopiśmie Nature.

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

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa w Nature
• Dwie publikacje na temat potencjalnej zdatności Proxima b do zamieszkania
• Blog Pale Red Dot
• Zdjęcia VLT
• Zdjęcia spektrografu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie ESO
• Zdjęcia teleskopów LCOGT
• Komunikat prasowy LCOGT
• Komunikat prasowy University of Hertfordshire
• Komunikat prasowy Laboratoire Univers et Particuls de Montpellier
• Dodatkowe zdjęcia i materiały wideo z PHL @ UPR Arecibo

Kontakt

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

Pedro J. Amado (Scientist)
Instituto de Astrofísica de Andalucía - Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (IAA/CSIC)
Granada, Spain
Tel.: +34 958 23 06 39
E-mail: pja@iaa.csic.es

Ansgar Reiners (Scientist)
Institut für Astrophysik, Universität Göttingen
Göttingen, Germany
Tel.: +49 551 3913825
E-mail: ansgar.reiners@phys.uni-goettingen.de

James S. Jenkins (Scientist)
Departamento de Astronomia, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Tel.: +56 (2) 2 977 1125
E-mail: jjenkins@das.uchile.cl

Michael Endl (Scientist)
McDonald Observatory, The University of Texas at Austin
Austin, Texas, USA
Tel.: +1 512 471 8312
E-mail: mike@astro.as.utexas.edu

Richard Hook (Coordinating Public Information Officer)
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: proxima@eso.org

Martin Archer (Public Information Officer)
Queen Mary University of London
London, United Kingdom
Tel.: +44 (0) 20 7882 6963
E-mail: m.archer@qmul.ac.uk

Silbia López de Lacalle (Public Information Officer)
Instituto de Astrofísica de Andalucía
Granada, Spain
Tel.: +34 958 23 05 32
E-mail: silbialo@iaa.es

Romas Bielke (Public Information Officer)
Georg August Universität Göttingen
Göttingen, Germany
Tel.: +49 551 39-12172
E-mail: Romas.Bielke@zvw.uni-goettingen.de

Natasha Metzler (Public Information Officer)
Carnegie Institution for Science
Washington DC, USA
Tel.: +1 (202) 939 1142
E-mail: nmetzler@carnegiescience.edu

David Azocar (Public Information Officer)
Departamento de Astronomia, Universidad de Chile
Santiago, Chile
E-mail: dazocar@das.uchile.cl

Rebecca Johnson (Public Information Officer)
McDonald Observatory, The University of Texas at Austin
Austin, Texas, USA
Tel.: +1 512 475 6763
E-mail: rjohnson@astro.as.utexas.edu

Hugh Jones (Scientist)
University of Hertfordshire
Hatfield, United Kingdom
Tel.: +44 (0)1707 284426
E-mail: h.r.a.jones@herts.ac.uk

Jordan Kenny (Public Information Officer)
University of Hertfordshire
Hatfield, United Kingdom
Tel.: +44 1707 286476
Tel. kom.: +44 7730318371
E-mail: j.kenny@herts.ac.uk

Yiannis Tsapras (Scientist)
Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg
Heidelberg, Germany
Tel.: +49 6221 54-181
E-mail: ytsapras@ari.uni-heidelberg.de

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych