Wissenschaftler haben die Existenz von vier kleinen, felsigen Planeten bestätigt, die Barnards Stern – das zweite engste Sternensystem für die Erde – umkreisen, ein spezialisiertes Instrument über das mächtige Gemini North -Teleskop in Hawaii. Nur sechs Lichtjahre von uns entfernt sind alle Welten zu heiß, um das Leben zu unterstützen, wie wir es kennen.
Dieser Fund ist besonders aufregend, erklärte Ritvik Basant, der Ph.D. Student an der Universität von Chicago und Autor auf einer Zeitung über die neue Entdeckung. Dies liegt daran, dass Barnards Star im Wesentlichen unser kosmischer Nachbar ist, aber wir wissen nicht viel darüber.
Es gab viele Behauptungen von Exoplaneten, die im Laufe der Jahre Barnards Star umkreisen, und stammen bis in die 1960er Jahre. Barnards Stern ist ein roter Zwerg, der auch als M-Zwerg bezeichnet wird, und ist auf die schnellste richtige Bewegung in Bezug auf seine Bewegung, die am Nachthimmel sichtbar ist, eines bisher entdeckten Sterns auffällig.
Zuletzt beanspruchten Astronomen im Jahr 2024 das Espresso -Spektrograph über das sehr große Teleskop in Chile und die Erkennung eines Planeten und Beweise für weitere drei. Jetzt hat ein Team von Jacob Bean und Basant an der Universität von Chicago zweifelsohne die Existenz aller vier Planeten bestätigt.
“Die Nähe von Barnards Star hat es uns ermöglicht, sie selbst bei schlechten Wetternächten zu beobachten, da seine Helligkeit sie auch unter suboptimalen Bedingungen zugänglich machte. Dies ermöglichte es uns, weitere Daten zu sammeln, was letztendlich zur Erkennung dieser sehr niedrigen Massenplaneten führte”, sagte Basant gegenüber Space.com.
Ein wichtiges Tool, das bei den Beobachtungen des Teams verwendet wurde, war das Maroon-X-Spektrometer, ein Besuchsinstrument für Gemini North. Maroon-X misst die “radiale Geschwindigkeit”-das leichte Wackeln von Barnards Stern, während sie sich um den Massenzentrum dreht, der zwischen sich und den vier umlaufenden Planeten geteilt wird. Sie sind alle viel weniger massiv als die Erde. Tatsächlich gehören sie zu den am wenigsten massiven Exoplaneten, die jemals erkannt wurden.
Der innerste Planet im System ist der Planet D (die Planeten werden in der Reihenfolge der Entdeckung benannt, nicht in der Entfernung vom Stern), der alle 2,34 Tage in einer Entfernung von 1,7 Millionen Meilen (2,8 Millionen Kilometer) eine Masse nur 26% der Erde und Umlaufbahnen Barnards Stern hat. Als nächstes steht der Planet B: Der Planet, der erstmals in den Espresso -Daten im Jahr 2024 identifiziert wurde. Dieser Planet hat eine Masse von 30% der der Erden und umkreist seinen Stern alle 3,15 Tage in einer Entfernung von 2,13 Millionen Meilen (3,4 Millionen Kilometer/0,0229 AU).
Planet C ist das Schwergewicht des Haufens mit einer Masse von 33,5% der der Erde. Es kauft Barnards Stern in einer Entfernung von 2,55 Millionen Meilen (4,1 Millionen Kilometer/0,0274 AU) um und hat eine Umlaufzeit von 4,12 Tagen.
Die ersten drei Planeten wurden unter Verwendung der Maroon-X-Beobachtungen bestätigt. Um den vierten Planeten, E, zu bestätigen, mussten die maroon-X-Daten mit Espressos Messungen kombiniert werden, um einen Planeten mit nur 19% der Erdemasse zu enthüllen und den Stern von Barnard alle 6,74 Tage in einer Entfernung von 5,56 Millionen Meilen (5,7 Millionen Kilometer/0,0381 AU) zu umkreisen.
Diese Welten sind in Bezug auf die Entfernung zueinander unglaublich kompakt, mit nur 372.820 Meilen (600.000 Kilometer) zwischen den Planeten D und B und 434.960 Meilen (700.000 Kilometer) zwischen B und c. Zum Vergleich beträgt der mittlere Abstand zwischen Erde und unserem Mond nur 384.000 Kilometer. Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Planeten vor unserer Haustür in nur doppelt so hoch wie in dieser Entfernung!
So sind die Dinge um Barnards Star angeordnet.
Für einen noch strengen Kontrast ist die Parker Solar -Sonde der NASA, die tatsächlich in die Solar -Korona eintaucht, bis zu 6,9 Millionen Meilen (6,2 Millionen Kilometer) an der Oberfläche unserer Sonne. Die Umlaufbahnen aller vier Planeten um Barnards Star könnten leicht in die Umlaufbahn von Parkers Solarsonde passen. Um den Kontrast zwischen unserem Sonnensystem und dem Planetensystem von Barnards Star zu fördern, hat der engste Planet der Sonne in unserem Sonnensystem Mercury eine durchschnittliche Entfernung von 58 Millionen Kilometern zwischen sich und der Sonne.
Die kleinen Trennungen zwischen den Planeten rund um Barnards Star erinnern auch ein weiteres System von Welten um einen roten Zwerg, Trappist-1, wobei sieben Planeten innerhalb von 9,267 Millionen Kilometern ihres zentralen Stars in 5,75 Millionen Meilen gepackt sind.
Ein roter Zwerg wie Barnards Stern unterscheidet sich jedoch sehr von unserer Sonne. Es hat nur 16% der Masse unserer Sonne und 19% seines Durchmessers. Daher ist sein Planetary System skaliert. Rote Zwerge können auch sehr flüchtig sein, Spuckwolken aus geladenen Partikeln und Strahlungsfackeln häufiger als unsere Sonne, die in der Nähe ihrer Atmosphären in der Nähe entfernen könnten. Die rote Zwergaktivität nimmt jedoch mit dem Alter ab und das Sternensystem von Barnard ist etwa 10 Milliarden Jahre alt.
Trotzdem wäre keiner der bisher gefundenen Planeten, wie wir es trotzdem kennen, bewohnbar, da sie zu nah und zu heiß sind. Stattdessen würde die bewohnbare Zone um Barnards Stern mit weltweit weiter überfallen, mit Orbitalperioden zwischen 10 und 42 Tagen. Bisher wurden keine Planeten gefunden, die weit entfernt vom Stern entfernt sind.
“Mit dem aktuellen Datensatz können wir alle Planeten, die mehr als 40 bis 60% der Erdmasse in der Nähe der inneren und äußeren Kanten der bewohnbaren Zone sind, zuversichtlich ausschließen”, sagte Sbasant.
Maroon-X war in der Lage, 112 Radialgeschwindigkeitsmessungen von Barnards Stern während des Zeitraums 2021–2023 zu sammeln. In der Zwischenzeit hat Espresso 149 radiale Geschwindigkeitsmessungen des Flottenfußfuß-Sterns verzeichnet. Dies reicht nicht aus, um die Möglichkeit von mehr kleinen Planeten vollständig auszuschließen, die in der bewohnbaren Zone möglicherweise lauern.
“Wir haben auch zusätzliche Daten von 2024, die bei dieser Entdeckung nicht verwendet wurden”, sagte Basant. “Wenn ich eine Zahl auswählen müsste, würde ich schätzen, dass 50 weitere Datenpunkte ideal sind, um die bestmögliche Sensitivität mit aktuellen Instrumenten zu erreichen.”
Maroon-X wurde speziell zur Messung der radialen Geschwindigkeiten von roten Zwergsystemen entwickelt. Der Fokus auf rote Zwerge ist zweifach. Ein Grund dafür ist, dass sie der bevölkerungsreichste Stern in der Galaxie sind und die Mehrheit der engsten Sterne für uns ausmachen. Zweitens erleichtern ihre kleinen Massen es einfacher, Wackel in ihren Bewegungen zu erkennen, die durch felsige Planeten in erdgrößen Größe verursacht werden. Auf ein acht-Meter-Klasse-Teleskop wie Gemini North und in der Lage, in das Nahinfrarot zu sehen, wo rote Zwerge wie Barnards Stern heller sind, ist Maroon-X perfekt platziert, um diese verkleinerten planetarischen Systeme zu suchen.
“Diese Entdeckung war aufgrund einer Kombination von Faktoren möglich”, sagte Basant. “Wenn ich eine wählen müsste, wäre es die beispiellose Präzision von Instrumenten der nächsten Generation wie Maroon-X und Espresso.”
Leider transportieren die vier Planeten von Barnards Stern aus unserer Sicht nicht vor ihrem Stern. Dies bedeutet, dass wir keine sekundären Sonnenfinsternisse beobachten können (wo sich die Planeten hinter ihrem Stern bewegen, sodass wir das Licht des Sterns aus dem kombinierten Licht des Sterns und der Planeten abziehen können, nur das Licht der Planeten) oder Transitspektroskopie (bei dem Sternenlicht durch planetarische Atmosphäre gefiltert wird).
“Hile, diese Planeten, transportieren jedoch nicht, ihre thermische Emission kann untersucht werden (das James Webb -Weltraumteleskop), obwohl dies weiterhin eine Herausforderung bleibt”, sagt Basant.
In der Zwischenzeit beabsichtigen Basant, Bean und ihr Team, weiter nach mehr Planeten zu suchen, die Barnards Star umkreisen. Schließlich sind wir praktisch Nachbarn – und es ist an der Zeit, dass wir dieses planetarische System nebenan gefunden haben und kennen lernten.
Die Ergebnisse wurden am 11. März in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
