M-type sterren, ook bekend als "rode dwergen", zijn de laatste tijd een populair doelwit geworden voor exoplaneetjagers. Dit is begrijpelijk gezien het enorme aantal aardse (dat wil zeggen rotsachtige) planeten die de afgelopen jaren rond rode dwergsterren zijn ontdekt. Deze ontdekkingen omvatten de exoplanet die het dichtst bij ons zonnestelsel (Proxima b) ligt en de zeven planeten die rond TRAPPIST-1 zijn ontdekt, waarvan er drie in een baan rond de bewoonbare zone van de ster draaien.
De laatste vondst komt van een team van internationale astronomen die een planeet rond GJ 625 ontdekten, een rode dwergster op slechts 21 lichtjaar afstand van de aarde. Deze terrestrische planeet is ongeveer 2,82 keer de massa van de aarde (ook bekend als een 'superaarde') en draait binnen de bewoonbare zone van de ster. Nogmaals, nieuws over deze ontdekking roept vragen op over de vraag of deze wereld inderdaad bewoonbaar (en ook bewoond) zou kunnen zijn.
Het internationale team stond onder leiding van Alejandro Mascareño van het Canary Islands Institute of Astrophysics (IAC) en bestaat uit leden van de Universiteit van La Laguna en de Universiteit van Genève. Hun onderzoek werd ook ondersteund door de Spanish National Research Council (CSIS), het Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC) en het National Institute For Astrophysics (INAF).
De studie met hun bevindingen werd onlangs aanvaard voor publicatie door het tijdschrift Astronomie en astrofysicaen verschijnt online onder de titel "Een superaarde aan de binnenrand van de bewoonbare zone van de nabijgelegen M-dwerg GJ 625". Volgens de studie gebruikte het team radiale snelheidsmetingen van GJ 625 om de aanwezigheid van een planeet te bepalen die tussen twee en drie keer de massa van de aarde heeft.
Deze ontdekking maakte deel uit van de HArps-n red Dwarf Exoplanet Survey (HADES), die rode dwergsterren bestudeert om de aanwezigheid van potentieel bewoonbare planeten te bepalen. Deze enquête is gebaseerd op de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher voor het noordelijk halfrond (HARPS-N) instrument - dat deel uitmaakt van de 3,6-meter Galileo National Telescope (TNG) van de Roque de Los Muchachos-sterrenwacht van de IAC op het eiland La Palma .
Met behulp van dit instrument verzamelde het team in drie jaar tijd spectroscopische gegevens met hoge resolutie van het GJ 625-systeem. Ze maten met name kleine variaties in de radiale snelheid van de sterren, die worden toegeschreven aan de zwaartekracht van een planeet. Uit een totaal van 151 verkregen spectra konden ze vaststellen dat de planeet (GJ 625 b) waarschijnlijk terrestrisch was en een minimale massa had van 2,82 ± 0,51 aardmassa's.
Bovendien verkregen ze afstandsschattingen die hem ongeveer 0,078 AU van zijn ster plaatsten, en een omlooptijdschatting van 14,628 ± 0,013 dagen. Op deze afstand plaatst de baan van de planeet hem net binnen de bewoonbare zone van GJ 625. Dit betekent natuurlijk niet onomstotelijk dat de planeet condities heeft die bevorderlijk zijn voor leven op het oppervlak, maar het is een bemoedigende indicatie.
Zoals Alejandro Suárez Mascareño uitlegde in een IAC-persbericht:
“Aangezien GJ 625 een relatief koele ster is, bevindt de planeet zich aan de rand van de bewoonbaarheidszone, waarin vloeibaar water op het oppervlak kan voorkomen. In feite kan het, afhankelijk van de bewolking van zijn atmosfeer en van zijn rotatie, mogelijk bewoonbaar zijn ”.
Het is niet de eerste keer dat het HADES-project een exoplaneet rond een rode dwergster detecteerde. Sterker nog, in 2016 gebruikte een team van internationale onderzoekers dit project om 2 super-aardes te ontdekken die in een baan om GJ 3998 cirkelden, een rode dwerg op ongeveer 58 ± 2,28 lichtjaar van de aarde. Naast HADES is deze ontdekking nog een andere in een lange rij rotsachtige exoplaneten die zijn ontdekt in de bewoonbare zone van een nabijgelegen rode dwergster.
Dergelijke bevindingen zijn zeer bemoedigend, aangezien rode dwergen het meest voorkomende type ster in het bekende universum zijn - goed voor naar schatting 70% van de sterren in ons sterrenstelsel alleen. Gecombineerd met het feit dat ze tot 10 biljoen jaar kunnen bestaan, worden rode dwergsystemen beschouwd als een uitstekende kandidaat bij het zoeken naar bewoonbare exoplaneten.
Maar zoals bij alle andere planeten rond rode dwergsterren, zijn er onopgeloste vragen over hoe de variabiliteit en stabiliteit van de ster de planeet kan beïnvloeden. Om te beginnen is bekend dat rode dwergsterren variëren in helderheid en periodiek gigantische fakkels afgeven. Bovendien zou elke planeet die dichtbij genoeg is om binnen de bewoonbare zone van de ster te zijn, er waarschijnlijk getijde-afgesloten mee zijn, wat betekent dat één kant wordt blootgesteld aan een aanzienlijke hoeveelheid straling.
Als zodanig zullen aanvullende observaties moeten worden gemaakt van deze exoplanet-kandidaat met behulp van de beproefde transitmethode. Volgens Jonay Hernández - een professor van de Universiteit van La Laguna, een onderzoeker bij de IAC en een van de co-auteurs van de studie - zullen toekomstige studies die deze methode gebruiken niet alleen het bestaan van de planeet kunnen bevestigen en karakteriseren, maar bepaal ook of er andere planeten in het systeem zijn.
"In de toekomst zullen nieuwe waarnemingscampagnes van fotometrische waarnemingen essentieel zijn om te proberen de doorgang van deze planeet over zijn ster te detecteren, gezien de nabijheid van de zon", zei hij. “Het is mogelijk dat er meer rotsachtige planeten zijn rond GJ 625 in banen die dichter bij of verder van de ster verwijderd zijn, en binnen de bewoonbaarheidszone, die we zullen blijven kammen”.
Volgens Rafael Rebolo - een van de co-auteurs van de studie van de universiteit van La Laguna, een onderzoek met de IAC en een lid van de CSIS - zullen toekomstige onderzoeken met behulp van de transitmethode het astronomen ook mogelijk maken om met een redelijke mate van zekerheid te bepalen of GJ 625 b wel of niet het allerbelangrijkste ingrediënt is voor bewoonbaarheid - dwz een atmosfeer:
“Door een doorgang te detecteren, kunnen we de straal en de dichtheid ervan bepalen en kunnen we de atmosfeer ervan karakteriseren door het doorgelaten licht te observeren met behulp van spectrografen met hoge resolutie en hoge stabiliteit op de GTC of op telescopen van de volgende generatie op het noordelijk halfrond , zoals de Thirty Meter Telescope (TMT) ”.
Maar wat misschien wel het meest opwindend is aan deze laatste vondst, is hoe het bijdraagt aan de populatie van buitenzonneplaneten binnen onze kosmische buurt. Gezien hun nabijheid vormen elk van deze planeten een grote kans voor onderzoek. En zoals Dr. Mascareño Space via e-mail vertelde:
“Hoewel we al meer dan 3600 buitenzonne-planeten hebben gevonden, is de exoplaneetbevolking in onze nabije omgeving nog enigszins onbekend. Op 21 l van de zon is GJ 625 een van de 100 dichtstbijzijnde sterren, en op dit moment is GJ 625 b een van de 30 dichtstbijzijnde exoplaneten die zijn gedetecteerd en de 6e dichtstbijzijnde potentieel bewoonbare exoplaneet. ”
Nogmaals, doorlopende onderzoeken naar nabijgelegen sterrenstelsels bieden tal van potentiële doelen in de zoektocht naar leven buiten ons zonnestelsel. En met zowel op de grond als in de ruimte gebaseerde telescopen van de volgende generatie die zich bij de zoektocht aansluiten, kunnen we de komende jaren veel, veel meer kandidaten verwachten. Bekijk in de tussentijd deze animatie van GJ 625 b en zijn moederster:
