Astronomen hebben een andere kandidaat-exoplaneet ontdekt die in een baan om onze buurman draait, Proxima Centauri. Een paper waarin deze resultaten worden aangekondigd, is zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances. Indien bevestigd, zal het de tweede exoplaneet zijn die in een baan om de ster draait.
Het was groot nieuws in 2016 toen astronomen een planeet ontdekten die in een baan om Proxima Centauri (PC) draait, de dichtstbijzijnde ster bij onze zon. Die planeet, Proxima b genaamd, is potentieel bewoonbaar en er werd destijds gespeculeerd dat we er binnen enkele decennia een robotverkenner naartoe konden sturen. De ontdekking van een tweede planeet, ook al is hij waarschijnlijk te ver van zijn ster verwijderd voor vloeibaar water, vergroot de belangstelling voor het pc-systeem.
De ontdekkers van deze nieuwe planeet, Proxima c, zeggen dat vervolgwaarnemingen nodig zijn om haar als planeet te bevestigen. Veranderingen in de stellaire activiteit van Proxima Centauri wezen op de aanwezigheid van een andere planeet. Maar ze zeggen ook dat de gegevens die ze hebben niet kunnen worden uitgelegd in termen van een stellaire activiteit zelf. Vanwege de nabijheid en ook de hoekscheiding van de ster is het een uitstekende kandidaat voor vervolgwaarnemingen - en zelfs beeldvorming - met telescopen van de volgende generatie.
De massa van Proxima c is ongeveer de helft van die van Neptunus en de baan is ongeveer 1,5 keer die van de aarde. De temperatuur is ongeveer -200 C, als er geen atmosfeer is. Proxima Centauri heeft de afgelopen jaren intensief astronomisch onderzoek ondergaan en dat heeft de aanwezigheid van planeten ter grootte van een Jupiter tussen 0,8 en 5+ astronomische eenheden van de ster uitgesloten. Maar het vinden van Proxima c is nog steeds verrassend, omdat de aanwezigheid ervan onze modellen van hoe super-aardes zich vormen en evolueren, uitdaagt.
De hoofdauteur van deze studie is Mario Damasso van de INAF Astrophysical Observatory of Turin, Italië. De studie heeft als titel "Een kandidaat-planeet met een laag gewicht in een baan om Proxima Centauri op een afstand van 1,5 AU." Het werd op 15 januari 2020 gepubliceerd.
Hugh Jones, hoogleraar astrofysica aan de Hertfordshire University, was ook bij de studie betrokken. In een artikel in "The Conversation" wees Jones erop hoe moeilijk het kan zijn om gegevens die de aanwezigheid van een planeet aantonen te scheiden van gegevens die de steractiviteit bij de gastster aantonen. “Net als onze zon heeft Proxima vlekken veroorzaakt door gebieden met intense magnetische activiteit die in en uit het zicht bewegen en in intensiteit veranderen op verschillende tijdschalen. Met deze kenmerken moet rekening worden gehouden bij het zoeken naar planetaire signalen. ”
Hoewel stellaire activiteit niet overeenkomt met de gegevens, zijn de ontdekkers voorzichtig totdat vervolgwaarnemingen de aanwezigheid van Proxima c kunnen bevestigen of ontkennen en stellaire activiteit definitief kunnen uitsluiten.
De ontdekking van deze nieuwe kandidaat-exoplaneet staat in dit nieuwe artikel, maar de geschiedenis gaat een paar jaar terug.
Meerdere teams van wetenschappers hebben Proxima Centauri afgezocht naar exoplaneten. Veel van hun werk was afhankelijk van radiale snelheidsgegevens, met name van ESO's HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher.) Onderzoek door onderzoek, astronomen hebben de aanwezigheid van bepaalde planeten met massabereik binnen bepaalde AU-reeksen van pc uitgesloten.
Een onderzoek uit 1999 sloot de aanwezigheid uit van planeten van meer dan 1700 AU's van pc's, omdat pc zelf om Alpha Centauri AB draait. Een studie uit 2019 stelde een bovengrens vast van 0,3 Jupiter-massa voor elke planeet binnen 10 AU van pc. Diezelfde studie sloot de aanwezigheid uit van planeten tussen 10 en 50 AU in het massabereik van 0,3 tot 8 massa's Jupiter. Andere studies leggen meer beperkingen op.
Maar astronomen weten ook dat rode dwergen meer kleine planeten bevatten dan andere soorten sterren. Dus bleven ze zoeken.
Kunnen we er echt een ruimtevaartuig naartoe sturen?
Het Breakthrough Starshot Initiative (BSI) denkt dat ze een klein ruimtevaartuig naar Proxima Centauri kunnen sturen.
Toen de Centauri b exoplaneet in 2016 werd ontdekt, ging de BSI aan de slag. Ze denken dat ze een nano-ruimtevaartuig met camera's naar binnen een AU van de planeet kunnen sturen en beelden veel gedetailleerder kunnen retourneren dan we met een telescoop kunnen hopen. Ze zeggen dat ze afbeeldingen moeten kunnen retourneren met continenten en oceanen. Op hun website zegt BSI: "Om een vergelijkbare resolutie te bereiken met een ruimtetelescoop in de baan van de aarde, zou de telescoop een diameter van 300 km moeten hebben."
Maar hoewel de pc astronomisch gezien 'dichtbij' is, is het nog steeds een enorme afstand verwijderd. Op 4,2 lichtjaar afstand zou het nog tientallen jaren duren om daar te komen, met een snelheid van 20% van de lichtsnelheid (ongeveer 216.000.000 kilometer per uur). Momenteel is het snelste ruimtevaartuig NASA's Parker Solar Probe, die een topsnelheid van slechts 692.000 km / u.
Maar of we daar een ruimtevaartuig kunnen krijgen of niet, dat is slechts een deel van het verhaal. Vanwege de nabijheid is het Proxima Centauri-systeem een waarneembaar laboratorium voor het begrijpen van andere zonnestelsels. En de aanwezigheid en nabijheid ervan kan de verdere technologische ontwikkeling stimuleren die nodig is om het en andere systemen in meer detail te bestuderen.
Zoals Hugh Jones zei in zijn artikel in The Conversation: 'Uiteindelijk blijkt uit de ontdekking van meerdere signalen van de dichtstbijzijnde ster dat planeten vaker voorkomen dan sterren. Proxima is een uitstekende locatie om de dichtstbijzijnde exoplaneten te begrijpen en nieuwe technologieën te ontwikkelen om het universum waarin we leven beter te begrijpen. ”
Het bestaan van Proxima c is problematisch, of op zijn minst significant, voor onze modellen voor planeetvorming. Onder superaarde-planeten rond sterren met een lage massa die worden gedetecteerd door radiale snelheid, zou Proxima c zowel de langste periode als de laagste massa hebben. Het zou ook de verste afstand van zijn moederster zijn dan de vrieslijn in de oorspronkelijke protoplanetaire schijf. De frost line lag waarschijnlijk op 0,15 AU.
De auteurs zeggen dat het onwaarschijnlijk is dat Proxima c uit zijn oorspronkelijke positie dichter bij de ster werd geschopt vanwege enige instabiliteit, "omdat zijn baan consistent is met een cirkelvormige baan en vanwege de afwezigheid van zwaardere planeten op een kortere baanafstand."
In hun paper zeggen ze: “De vorming van een superaarde ver buiten de sneeuwgrens daagt formatiemodellen uit volgens welke de sneeuwgrens een goede plek is voor de aanwas van superaarde, als gevolg van de opeenhoping van ijzige vaste stoffen op die locatie. "
Proxima Centauri is een rode dwergster of M-dwerg. Het is ongeveer 4,2 lichtjaar verwijderd van de zon, waardoor het onze naaste buur is. Het is de derde ster in een trinair systeem, met de Alpha Centauri AB dubbelster. Proxima Centauri is ongeveer 13.000 AU van Alpha Centauri AB en werd ontdekt in 1915.
Meer:
- Onderzoeksartikel: Een kandidaat-planeet met een laag gewicht in een baan om Proxima Centauri op een afstand van 1,5 AU
- Het Conversation-artikel van Hugh Jones: Hoe we een potentiële nieuwe planeet rond de naburige ster van de zon zagen
- Space Magazine: Precies hoe we onze eerste lasergestuurde sonde naar Alpha Centauri zouden sturen
