Auf der Suche nach außersolaren Planeten wurden einige sehr interessante Funde gemacht. Einige von ihnen sind sogar in unserer eigenen galaktischen Nachbarschaft aufgetreten. Noch vor zwei Jahren kündigten Astronomen der Kampagnen Red Dots und CARMENES die Entdeckung von Proxima b an, einem felsigen Planeten, der in der bewohnbaren Zone unseres nächsten stellaren Nachbarn - Proxima Centauri - umkreist.
Diese felsige Welt, die bewohnbar sein kann, bleibt der nächste Exoplanet, der jemals unserem Sonnensystem entdeckt wurde. Vor einigen Tagen (am 14. November) kündigten Red Dots und CARMENES einen weiteren Fund an: einen felsigen Planeten, der Barnards Stern umkreist, der nur 6 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Dieser Planet, Barnards Stern b, ist jetzt der zweitnächste Exoplanet unseres Sonnensystems und der nächste Planet, der einen einzelnen Stern umkreist.
Die Entdeckung wurde in einem Artikel angekündigt, der kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde Natur, mit dem Titel "Ein Kandidat für einen Super-Erdplaneten, der in der Nähe der Schneegrenze von Barnards Stern umkreist". Ihrer Studie zufolge stützte sich die internationale Beobachtungskampagne auf Daten einer weltweiten Reihe von Teleskopen, die nach Anzeichen einer Doppler-Verschiebung von Barnard's Star (auch bekannt als Radial Velocity Method) suchten.
Der nach dem amerikanischen Astronomen Edward Emerson Barnard benannte Barnard's Star ist ein massearmer M-Typ-Stern (Roter Zwerg) mit geringer Leuchtkraft und der Sonne am nächsten. Trotz seines Alters (7–12 Milliarden Jahre) und seiner geringen Aktivität weist dieser Stern die schnellste scheinbare Bewegung aller Sterne am Nachthimmel auf. Seit 1997 haben mehrere Instrumente die Hin- und Herbewegung dieses Sterns (auch bekannt als Radialgeschwindigkeit) gemessen, um festzustellen, ob er Planeten umkreist.
Bis 2015 ergab die Analyse aller gesammelten Daten, dass die Bewegung des Sterns durch einen Planeten mit einer Umlaufzeit von etwa 230 Tagen verursacht werden könnte. Diese Daten umfassten Spektren, die mit dem hochgenauen Radialgeschwindigkeits-Planetensucher (HARPS) und dem UV- und visuellen Echelle-Spektrographen (UVES) der ESO und dem hochauflösenden Echelle-Spektrometer (HIRES) des Keck-Observatoriums erhalten wurden.
Um dies zu bestätigen, führten die Kampagnen Red Dots und CARMENES zusätzliche Messungen der Radialgeschwindigkeit des Sterns durch. Wie Ignasi Ribas, Direktor des Astronomischen Observatoriums von Monstec und Hauptautor der Studie des Teams, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung der ESO erklärte:
„Für die Analyse verwendeten wir Beobachtungen von sieben verschiedenen Instrumenten über einen Zeitraum von 20 Jahren. Damit ist dieser Datensatz einer der größten und umfangreichsten Datensätze, die jemals für präzise Radialgeschwindigkeitsstudien verwendet wurden. Die Kombination aller Daten führte zu insgesamt 771 Messungen. “
„HARPS hat bei diesem Projekt eine wichtige Rolle gespielt. Wir haben Archivdaten anderer Teams mit neuen, überlappenden Messungen von Barnards Stern aus verschiedenen Einrichtungen kombiniert “, fügte Guillem Anglada Escudé hinzu, ein Forscher der Queen Mary University in London und Co-Lead-Wissenschaftler des Entdeckungsteams. "Die Kombination von Instrumenten war der Schlüssel, damit wir unser Ergebnis überprüfen konnten."
Ihren Daten zufolge ist Barnards Stern b wahrscheinlich eine „Supererde“ (mit einer Masse, die mindestens das 3,2-fache der Masse der Erde beträgt). Sie stellten auch fest, dass es seinen Stern mit einer Zeitspanne von 233 Tagen und in einer Entfernung von 0,4 AE (0,4-fache Entfernung zwischen Erde und Sonne) umkreist. Trotz dieser relativ engen Umlaufbahn bedeutet die geringe Masse und Helligkeit von Barnards Stern, dass der Planet nur etwa 2% der Energie erhält, die die Erde von der Sonne erhält.
In Kombination mit der Umlaufbahn des Planeten befindet sich Barnards Stern b in der Nähe der Frostlinie des Systems, wo flüchtige Verbindungen wie Wasser, Kohlendioxid, Ammoniak und Methan zu festem Eis kondensieren. Nach Schätzungen des Teams hätte der Planet eine durchschnittliche Oberflächentemperatur von -170 ° C, was ihn für das Leben, wie wir es kennen, unwirtlich macht.
Dies war jedoch kein unerwarteter Fund. Nach aktuellen Theorien der Planetenbildung kann die Frostlinie der ideale Ort sein, an dem sich solche Planeten um einen Stern bilden. Darüber hinaus glauben Astronomen, dass Supererden der häufigste Planetentyp sind, der sich um massearme Sterne wie Barnards Stern bildet. Diese Theorien verleihen der jüngsten Entdeckung Glaubwürdigkeit.
"Nach einer sehr sorgfältigen Analyse sind wir zu 99% davon überzeugt, dass der Planet dort ist", sagte Ribas. "Wir werden diesen sich schnell bewegenden Stern jedoch weiterhin beobachten, um mögliche, aber unwahrscheinliche natürliche Variationen der Sternhelligkeit auszuschließen, die sich als Planet tarnen könnten."
Bei allen früheren Versuchen konnten Astronomen Planeten um Barnard Star mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode nicht erkennen. Letztendlich war diese Entdeckung nur durch die Kombination von Messungen mehrerer hochpräziser Instrumente aus der ganzen Welt möglich. Wie Ribas erklärte:
„Wir haben Beobachtungen von sieben verschiedenen Instrumenten verwendet, die 20 Jahre lang gemessen wurden. Damit ist dieser Datensatz einer der größten und umfangreichsten Datensätze, die jemals für präzise Radialgeschwindigkeitsstudien verwendet wurden. Die Kombination aller Daten führte zu insgesamt 771 Messungen - eine riesige Menge an Informationen! “
Diese Entdeckung war auch aufgrund der Natur des entdeckten Planeten eine durchschlagende Leistung. Während die verwendeten Instrumente in der Vergangenheit Geschwindigkeitsänderungen in einem Stern mit unglaublicher Genauigkeit messen konnten, ist dies das erste Mal, dass die Radialgeschwindigkeitsmethode verwendet wurde, um eine Supererde in einer so großen Umlaufbahn um ihren Stern zu erfassen .
"Wir haben alle sehr hart an diesem Durchbruch gearbeitet", schloss Anglada-Escudé. „Diese Entdeckung ist das Ergebnis einer großen Zusammenarbeit, die im Rahmen des Red Dots-Projekts organisiert wurde und Beiträge von Teams aus der ganzen Welt umfasste. Follow-up-Beobachtungen werden bereits an verschiedenen Observatorien weltweit durchgeführt. “
Neben der Validierung der hoch entwickelten Instrumente ist diese Entdeckung ein weiterer Beweis dafür, wie effektiv der Datenaustausch und die Zusammenarbeit zwischen wissenschaftlichen Instituten auf der ganzen Welt sein können. Last but not least wird diese neueste Entdeckung in unmittelbarer Nähe unseres Sonnensystems sicherlich ähnliche Untersuchungen von Sternen in der Nähe fördern.
Wie Cristina Rodríguez-López, Forscherin am Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, CSIC) und Mitautorin des Papiers, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung von Red Dots ausführte:
"Diese Entdeckung bedeutet einen Schub, um weiterhin nach Exoplaneten in der Nähe unserer nächsten stellaren Nachbarn zu suchen, in der Hoffnung, dass wir irgendwann auf eine stoßen, die die richtigen Bedingungen hat, um das Leben zu beherbergen."
Und obwohl dieser nahe gelegene Planet möglicherweise nicht ideal für das Leben ist (wie wir ihn kennen), macht ihn seine Größe und Umlaufbahn zu einem hervorragenden Kandidaten für die direkte Bildgebung mit Instrumenten der nächsten Generation. Neben Missionen wie der NASA James Webb Weltraumteleskop (JWST) und Weitfeld-Infrarot-Vermessungsteleskop (WFIRST) - die voraussichtlich 2021 bzw. Mitte der 2020er Jahre starten werden - könnte der Planet auch direkt von Missionen wie der ESA beobachtet werden Gaia Raumfahrzeug.
Ähnlich wie bei Proxima b und vielen anderen nahe gelegenen Exoplaneten können wir erwarten, in den kommenden Jahren mehr über Barnards Star b zu erfahren. Schauen Sie sich auch diesen ESOcast an, in dem diese neueste Entdeckung und ihre Bedeutung erläutert werden:
