Четири екзопланети може да орбитат Слънцеподобна звезда

Астрономите са използвали иновативна техника, за да открият четирима кандидати за екзопланета със свръхземлен размер, обикалящи около Тау Сети, звезда, подобна на Слънце на 12 светлинни години.

Тази илюстрация сравнява четирите планети, открити около близката звезда Тау Сети (отгоре) и вътрешните планети на нашата Слънчева система (отдолу).
Ф. Фън (Университет в Хартфордшир, Великобритания)

Когато екзопланетите бяха открити за пръв път от шепата през 90-те, екипи се състезаваха за измерване на колебанията на близките звезди, индуцирани от гравитационните влекачи на орбитиращи планети. Радиалната скорост на звездата (нейното движение към или извън Земята) може да бъде измерена от нейния спектър, където ефектът на Доплер ще измести спектралните линии, докато звездата се клати. Колкото по-мъничко е колебанието, толкова по-малка е смяната - и по-мъничката планетата извършва тегленето.

Сега астрономите тестват границите на това, което този метод за намиране на планетата може да постигне.

Първоначално процесът на откриване на екзопланети беше сравнително лесен, макар и отнемащ време и интензивен с телескоп. Горещ Юпитер на стегната орбита предизвиква голямо колебание в своята звезда, измествайки я напред и назад няколко метра в секунда за период от дни, генерира ясен, редовен сигнал. Но ако астрономите искат да открият планета с размер на Земята на земно разстояние от нейната звезда, те ще се нуждаят от много по-чувствителни измервания на радиалната скорост - около 0, 1 м / сек. И нещата стават трудни, когато астрономите започнат да достигат под 1 м / сек. Лесно е да объркате движенията на звездата повърхност за движението на самата звезда или с вътрешни сигнали, генерирани от самия инструмент. Сигналът на малка планета може да се загуби в шума.

Фабо Фън (Университет в Хартфордшир, Обединеното кралство) и колегите предприемат нов подход към измерванията на радиалната скорост, копаят дълбоко в шума, за да получат сигнали, предизвикани от планетата. Екипът изследва повече от 9 000 спектроскопични измервания на звездата, събрана с помощта на инструмента за излъчване на планета с висока точност (HARPS), спектрограф, инсталиран на 3, 6-метровия телескоп на Европейската южна обсерватория в обсерваторията Ла Сила в Чили.

Когато екипът отстрани всички известни източници на шум от спектрите на звездата, останаха четири редовни сигнала. Кандидатите за планета са кръстени Tau Ceti e, f, g и h. Двама от кандидатите вече са заподозрени в предишно проучване, докато други двама (g и h, със стегнати орбити от 20 и 49 дни) са чисто нови находки. Радиалната скорост, която тези планети предизвикват върху звездата им, е едва 0, 3 m / s - с други думи, инструментът почти, но не съвсем достигна способността да намери планета с размер на Земята в орбита, подобна на Земята.

Разбрахме, че можем да видим как активността на звездата се различава при различна дължина на вълната и използваме тази информация, за да отделим тази активност от сигналите на планетите, каза Микко Туоми (Университета в Хартфордшир, Великобритания). Без значение как гледаме звездата, изглежда има най-малко четири скалисти планети около нея.

Резултатите ще бъдат публикувани в Astronomical Journal (пълен текст тук).

Пол Робъртсън (Пен Щат), който не е участвал в изследването, намери метода за интригуващ. Без значение дали и четиримата кандидати издържат теста на времето, тази работа представлява важно усилие за разширяване на способността ни да различаваме добросъвестните планети от астрофизичния и инструменталния шум, казва той.

По-хладните и по-малките звезди на червено джудже са станали цел на много нови търсения на планетата заради близостта им до Земята, но такива звезди са предразположени към високоенергийни пламъци и микрофакели, които биха могли да застрашат живота на околните планети. Тау Сети е най-близката единична звезда, подобна на Слънце, и тя не проявява много високоенергийна активност. Въпреки това, Tau Ceti има 10 пъти повече от кометите и астероидите, открити в нашата Слънчева система, така че шансът за въздействия може да бъде значително по-голям за планетите Tau Ceti, отколкото на Земята. Все пак тя остава популярна цел за търсенията в SETI.

Две от звездите планети, Tau Ceti e и f, орбитират в обитаемата зона. Това означава, че ако планетите са имали твърди повърхности, те са на точното разстояние от звездата, за да съществува течна вода на техните повърхности. Планетите имат маса поне 4 пъти по-голяма от масата на Земята, така че не е ясно дали те са повече като твърди свръхземли или газообразни мини-Нептуни. Размерите на планетата все още са неизвестни, така че бъдещите измервания ще бъдат ключови за определянето на съставите на планетите.