Korzystając z danych z teleskopu kosmicznego Keplera, międzynarodowa grupa astronomów odkryła najstarszy znany układ planetarny w galaktyce - 11-miliardowy układ pięciu skalistych planet, wszystkie mniejsze od Ziemi. Zespół twierdzi, że to odkrycie sugeruje, że planety wielkości Ziemi uformowały się przez większość 13,8 miliarda lat historii Wszechświata, zwiększając prawdopodobieństwo istnienia starożytnego życia - i potencjalnie zaawansowanego inteligentnego życia - w naszej galaktyce.
„Fakt, że skaliste planety formowały się już w galaktyce 11 miliardów lat temu, sugeruje, że planety podobne do Ziemi nadają się do zamieszkania już od bardzo dawna, znacznie dłużej niż wiek naszego Układu Słonecznego” - powiedział dr Travis Metcalfe, Starszy naukowiec Space Science Institute, który był częścią zespołu, który wykorzystał unikalną metodę asterosejsmologii do określenia wieku gwiazdy.
Gwiazda o nazwie Kepler-444 jest około 25 procent mniejsza od naszego Słońca i znajduje się 117 lat świetlnych od Ziemi. Układ pięciu znanych planet jest bardzo zwarty, a wszystkie pięć planet okrąża gwiazdę macierzystą w czasie krótszym niż 10 dni lub w granicach 0:08 AU, mniej więcej o jedną piątą wielkości orbity Merkurego.
„Gwiazda jest nieco chłodniejsza niż Słońce (około 5000 K na powierzchni, w porównaniu do 5800 K)”, powiedział Metcalfe dla czasopisma „Space Magazine”, „ale planety w tym układzie nadal są wysoce napromieniowane i niegościnne dla życia”, z mało atmosfer.
Zespół napisał w swoim artykule, że strefa zamieszkana przez system leży 0:47 AU od gwiazdy macierzystej, więc wszystkie planety krążą wokół wewnętrznej krawędzi „strefy Złotowłosa” Keplera-444.
Zespołem kierował Tiago Campante, pracownik naukowy na University of Birmingham w Wielkiej Brytanii.
Planety zostały znalezione poprzez analizę czterech lat danych Keplera, ponieważ statek kosmiczny obserwował prawie Kepler-444 podczas aktywnej misji Keplera. Teleskop kosmiczny wykonał bardzo precyzyjne pomiary zmian jasności gwiazd w swoim polu widzenia. Istnieją niewielkie zmiany jasności, gdy planety przechodzą przed swoimi gwiazdami.
Sygnały tranzytowe wskazywały na pięć planet krążących wokół Keplera-444, chociaż ta gwiazda ma binarnego towarzysza, karła M, i żmudnym procesem było wyrywanie wszystkich danych w celu ustalenia, co to były planety, a nie inne gwiazdy, a także która gwiazda planety orbitowały.
Metcalfe powiedział, że zadanie „walidacji” planet poprzez wykluczenie wszystkich innych możliwych „fałszywie pozytywnych” scenariuszy jest zawsze dużym wyzwaniem dla celów Keplera.
Ale asterosejsmologia została użyta do bezpośredniego pomiaru dokładnego wieku gwiazdy. Asterosejsmologia lub sejsmologia gwiazdowa polega zasadniczo na słuchaniu gwiazdy poprzez pomiar fal dźwiękowych. Fale dźwiękowe docierają do gwiazdy i przenoszą informacje z powrotem na powierzchnię. Fale powodują oscylacje, które Kepler obserwuje jako szybkie migotanie jasności gwiazdy.
Jak może to pomóc określić wiek gwiazdy?
„W miarę starzenia się gwiazdy przekształca wodór w hel w jądrze”, powiedział Metcalfe za pośrednictwem poczty elektronicznej. „Zmienia to średnią gęstość gwiazdy w czasie, a asterosejsmologia zapewnia bardzo precyzyjny pomiar średniej gęstości (z regularnego odstępu poszczególnych częstotliwości oscylacyjnych)”.
Metcalfe powiedział, że w tym przypadku niepewność co do wieku gwiazdy (a tym samym planet, które powstały zasadniczo w tym samym czasie) wynosi tylko 9%, w porównaniu do typowej niepewności 30-50% z innych metod opartych na rotacji (gyrochronologia) lub inne właściwości gwiazdy.
Zespół zauważył również w swoim artykule, że to odkrycie może również pomóc w ustaleniu początku ery formowania się planet.
„Myślę, że ten system może nas wiele nauczyć o tworzeniu planet i długoterminowej ewolucji systemów planetarnych” - powiedział Darin Ragozzine, profesor w Florida Institute of Technology i członek zespołu odkrywców, który specjalizuje się w transporcie wielotransmisyjnym systemy. „W wieku 11,2 miliarda lat oznacza to, że ten system ukształtował się na początku ery Wszechświata.”
Zespół napisał, że to odkrycie sugeruje, że małe planety wielkości Ziemi mogły łatwo formować się we wczesnych epokach historii Wszechświata, nawet gdy metali było mniej.
„Do czasu powstania Ziemi ta gwiazda i jej układ planetarny były już starsze niż obecnie nasza planeta”, powiedział Ragozzine dla czasopisma Space Magazine. „Nie wiemy na pewno, czy ten system pozostał taki sam przez cały czas, ale zdumiewające jest, że mała wewnętrzna planeta okrążyła gwiazdę około biliona razy!”
Aby dowiedzieć się więcej na temat asterosejsmologii, odwiedź stronę internetową o nazwie Pale Blue Dot Project. Metcalfe założył organizację non-profit, aby pomóc zebrać fundusze na badania naukowe dla konsorcjum ds. Asterosejsmologii naukowej Kepler. Projekt Pale Blue Dot pozwala ludziom adoptować gwiazdę w celu wspierania asterosejsmologii, ponieważ nie ma funduszy NASA na asterosejsmologię.
„Duża część wiedzy specjalistycznej w tym zakresie istnieje w Europie, a nie w USA, więc jako środek oszczędnościowy NASA zleciła te badania w ramach misji Kepler”, powiedział Metcalfe, „a NASA nie może finansować naukowców z innych krajów”.
Metcalfe dodał, że program „adoptuj gwiazdę” wspierał analizę asterosejsmiczną Keplera-444, „określając dokładny wiek, dzięki któremu ten starożytny układ planetarny jest tak interesujący… To prywatne finansowanie od obywateli z całego świata było nieocenionym źródłem ułatwiającym nasze badania i podsycaj niesamowite odkrycia, takie jak ten. ”
Możesz pomóc w tych badaniach, przyjmując jedną z gwiazd Keplera lub układów planetarnych.
Badanie zostało opublikowane dzisiaj w Astrophysical Journal.
Artykuł zespołu zatytułowany jest „Starożytny układ pozasłoneczny z pięcioma planetami o podobnej wielkości do Ziemi”.
