W ciągu ostatnich kilku lat nie brakowało odkryć planet pozasłonecznych, które krążą wokół gwiazd czerwonego karła. Tylko w 2016 i 2017 roku astronomowie ogłosili odkrycie planety naziemnej (tj. Skalistej) wokół Proxima Centauri (Proxima b), układu siedmiu planet krążącego wokół TRAPPIST-1 i super-Ziemii krążących wokół pobliskich gwiazd LHS 1140 (LHS 1140b ) i GJ 625 (GJ 625b).
W najnowszym odkryciu fizycy z University of Texas Arlington (UTA) ogłosili niedawno możliwe odkrycie podobnej do Ziemi planety krążącej wokół Gliese 832, czerwonej gwiazdy karła zaledwie 16 lat świetlnych stąd. W przeszłości astronomowie wykryli dwie egzoplanety krążące wokół Gliese 832. Jednak po przeprowadzeniu serii obliczeń zespół UTA wskazał, że dodatkowa planeta podobna do Ziemi może krążyć wokół gwiazdy.
Badanie, które szczegółowo opisuje ich odkrycia, zatytułowane „Dynamika prawdopodobnej planety o masie ziemskiej w systemie GJ 832”, niedawno pojawiło się w The Astrophysical Journal.Zespół pod przewodnictwem dr Sumana Satyala - badacza fizyki, wykładowcy i kierownika laboratorium UTA - starał się zbadać stabilność orbit planetarnych wokół Gliese 832 za pomocą numerycznej i szczegółowej analizy przestrzeni fazowej.
Jak wskazano, w przeszłości odkryto dwie inne egzoplanety wokół Gliese 832, w tym gazowego giganta podobnego do Jowisza (Gliese 832b) w 2008 r. I super-Ziemię (Gliese 832c) w 2014 r. Na wiele sposobów planety te nie mogły być bardziej innym. Oprócz różnic w masie, różnią się one znacznie pod względem orbit - z Gliese 832b na orbicie w odległości około 0,16 AU i Gliese 832c na orbicie w odległości od 3 do 3,8 AU.
Z tego powodu zespół UTA starał się ustalić, czy może istnieje trzecia planeta ze stabilną orbitą między nimi. W tym celu przeprowadzili symulacje numeryczne dla układu trzech i czterech ciał planet z eliptycznymi orbitami wokół gwiazdy. Symulacje te uwzględniały dużą liczbę warunków początkowych, które pozwoliły na przedstawienie wszystkich możliwych stanów (aka. Symulacja fazowo-przestrzenna) orbit planety.
Następnie objęli pomiary prędkości radialnej Gliese 832, uwzględniając je na podstawie obecności planet o masie od 1 do 15 mas ziemskich. Należy zauważyć, że metoda prędkości radialnej (RV) określa istnienie planet wokół gwiazdy na podstawie zmian prędkości gwiazdy. Innymi słowy, fakt, że gwiazda porusza się do przodu i do tyłu wskazuje, że na nią wpływa wpływ układu planetarnego.
Symulacja sygnału RV gwiazdy za pomocą hipotetycznego układu planet pozwoliła również zespołowi UTA na ograniczenie średnich odległości, na których planety te krążą wokół gwiazdy (czyli ich pół-głównych osi) i ich górnych granic masy. Ostatecznie ich wyniki dostarczyły silnych wskazówek na istnienie trzeciej planety. Jak wyjaśnił dr Satyal w komunikacie prasowym UTA:
„Wykorzystaliśmy również zintegrowane dane z ewolucji parametrów orbitalnych w czasie do wygenerowania syntetycznych krzywych prędkości radialnej znanych i podobnych do Ziemi planet w systemie. Otrzymaliśmy kilka krzywych prędkości radialnych dla różnych mas i odległości wskazujących na możliwą nową środkową planetę. ”
Na podstawie ich obliczeń ta możliwa planeta układu Gliese 832 miałaby od 1 do 15 mas Ziemi i krążyłaby wokół gwiazdy w odległości od 0,25 do 2,0 AU. Ustalili również, że prawdopodobnie będzie miała stabilną orbitę przez około 1 miliard lat. Satyal wskazał, że wszystkie znaki pochodzące z systemu Gliese 832 wskazują na istnienie trzeciej planety.
„Istnienie tej możliwej planety potwierdza długoterminowa stabilność orbity układu, dynamika orbity i syntetyczna analiza sygnału prędkości radialnej” - powiedział. „Jednocześnie nadal potrzebna jest znaczna liczba obserwacji prędkości radialnych, badań metody tranzytu, a także bezpośredniego obrazowania, aby potwierdzić obecność możliwych nowych planet w systemie Gliese 832”.
Alexander Weiss, Katedra Fizyki UTA, również pochwalił to osiągnięcie, mówiąc:
„To ważny przełom pokazujący możliwość istnienia potencjalnej nowej planety krążącej wokół gwiazdy bliskiej naszej. Fakt, że dr Satyal był w stanie wykazać, że planeta może utrzymać stabilną orbitę w strefie zamieszkiwania czerwonego karła przez ponad 1 miliard lat, jest niezwykle imponujący i pokazuje światowej klasy możliwości naszej astrofizyki ”.
Innym ciekawym smakołykiem jest to, że orbita tej planety umieściłaby ją poza strefą zamieszkania Gliese 832 lub w jej obrębie. Podczas gdy Super-Earth Gliese 832c ma mimośrodową orbitę, która umieszcza ją na wewnętrznej krawędzi tej strefy, ta trzecia planeta ominie swoją zewnętrzną krawędź najbliżej. W tym sensie dwie Super-Ziemie Gliese 832 mogłyby równie dobrze mieć charakter Wenus i Marsa.
Patrząc w przyszłość, dr Satyal i jego koledzy naturalnie będą chcieli potwierdzić istnienie tej planety, a inne instytucje z pewnością przeprowadzą podobne badania. Ten system gwiezdny jest kolejnym, który z pewnością będzie przedmiotem dalszych badań w nadchodzących latach, najprawdopodobniej z teleskopów kosmicznych nowej generacji, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.
