Najnowsze badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów pozwoliły na odkrycie czterech planet o rozmiarach Ziemi krążących wokół najbliższej nam gwiazdy podobnej do Słońca – tau Ceti, oddalonej od nas o około 12 lat świetlnych i widocznej gołym okiem. Masy planet zaczynają się już od 1,7 mas Ziemi, przez co są to jedne z najmniejszych planet jak dotąd odkrytych na orbitach wokół pobliskich gwiazd podobnych do Słońca. Dwie z tych planet to super-ziemie znajdujące się w ekosferze swojej gwiazdy, co oznacza, że na ich powierzchni może potencjalnie występować woda w stanie ciekłym.
Planety zostały odkryte poprzez obserwacje ruchu tau Ceti. Odkrycie wymagało wykorzystania instrumentów potrafiących zarejestrować zmiany prędkości gwiazdy rzędu 30 centymetrów na sekundę.
„W końcu stopniowo przekraczamy próg, gdzie poprzez wykorzystanie bardzo wyrafinowanych modeli dużych zestawów danych zebranych przez wielu niezależnych obserwatorów, możemy odsiać szum spowodowany aktywnością na powierzchni gwiazdy i dostrzec niewielkie sygnały generowane przez przyciąganie grawitacyjne gwiazdy ze strony planet o rozmiarach Ziemi”, mówi współautor artykułu Steven Vogt, profesor astronomii i astrofizyki na UC Santa Cruz.
Według głównego autora artykułu Fabo Fenga z University of Hertfordshire w Wielkiej Brytanii badacze zbliżają się do granicy 10 centymetrów na sekundę, której przekroczenie pozwoli nam odkrywać analogi Ziemi. „Nasze odkrycie tak słabego sygnału jest kolejnym krokiem milowym na drodze do poszukiwania analogów Ziemi i zrozumienia przyjazności Ziemi dla życia poprzez porównanie jej z tymi analogami”, mówi Feng. „Udało nam się opracować nowe metody usuwania szumu, które umożliwiają nam wyizolowanie delikatnych sygnałów planetarnych”.
Zewnętrzne dwie planety krążącce wokół tau Ceti potencjalnie są kandydatkami na planety sprzyjające życiu, choć masywny dysk odłamków wokół gwiazdy prawdopodobnie zmniejsza szansę na ich przyjazność dla życia poprzez intensywne bombardowanie planet kometami i planetoidami.
Ten sam zespół badał tau Ceti także cztery lata temu w 2013 roku, kiedy to współautor Mikko Tuomi z University of Hertfordshire prowadził badania nad nowymi technikami analizy danych wykorzystując w nich właśnie tę gwiazdę. „Opracowaliśmy nowatorski sposób odróżniania sygnałów, których źródłem były planety od sygnałów pochodzących z aktywności na powierzchni gwiazdy. Uświadomiliśmy sobie, że wiemy jak aktywność powierzchni gwiazdy zachowuje się w różnych zakresach promieniowania, a tym samym możemy odróżnić tę aktywność od sygnałów pochodzących od obecności planet”, mówi Tuomi.
Badacze pieczołowicie poprawiali czułość swoich technik obliczeniowych, dzięki czemu byli w stanie wyeliminować dwa sygnały, które w 2013 roku wzięli za sygnały pochodzące od planet. „Niemniej jednak niezależnie od tego jak spojrzymy na tę gwiazdę, widzimy wokół niej co najmniej cztery planety skaliste”, mówi Tuomi. „Stopniowo uczymy się odróżniać wahania całej gwiazdy od aktywności na jej powierzchni. Nasze badania pozwoliły nam potwierdzić istnienie dwóch zewnętrznych, potencjalnie przyjaznych dla życia planet w ekosferze gwiazdy”.
Gwiazdy podobne do Słońca są najlepszymi celami poszukiwania planet przyjaznych dla życia w przeciwieństwie do bardziej powszechnych, mniejszych gwiazd takich jak czerwone karły Proxima Centauri i TRAPPIST-1.
Artykuł naukowy opisujący odkrycie został zaakceptowany do publikacji w periodyku The Astrophysical Journal.
Źródło: UC Santa Cruz
Artykuł naukowy: https://arxiv.org/abs/1708.02051