Τα αστέρια τύπου Μ, γνωστά και ως «κόκκινοι νάνοι», έχουν γίνει δημοφιλής στόχος για τους κυνηγούς εξωπλανήτη των τελευταίων χρόνων. Αυτό είναι κατανοητό δεδομένου του τεράστιου αριθμού των επίγειων πλανητών (δηλαδή βραχώδεις) πλανητών που έχουν ανακαλυφθεί σε τροχιά γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων τα τελευταία χρόνια. Αυτές οι ανακαλύψεις περιλαμβάνουν τον πλησιέστερο εξωπλανήτη στο Ηλιακό μας Σύστημα (Proxima b) και τους επτά πλανήτες που ανακαλύφθηκαν γύρω από το TRAPPIST-1, τρεις εκ των οποίων τροχιά βρίσκονται μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού.
Το τελευταίο εύρημα προέρχεται από μια ομάδα διεθνών αστρονόμων που ανακάλυψαν έναν πλανήτη γύρω από το GJ 625, ένα κόκκινο αστέρι νάνου που βρίσκεται μόλις 21 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Αυτός ο επίγειος πλανήτης είναι περίπου 2,82 φορές η μάζα της Γης (γνωστός και ως «υπερ-Γη») και περιστρέφεται σε τροχιά εντός της κατοικήσιμης ζώνης του αστεριού. Για άλλη μια φορά, τα νέα αυτής της ανακάλυψης προκαλούν ερωτήματα σχετικά με το εάν αυτός ο κόσμος θα μπορούσε πράγματι να κατοικήσει (και επίσης να κατοικηθεί).
Η διεθνής ομάδα ήταν επικεφαλής του Alejandro Mascareño του Ινστιτούτου Αστροφυσικής των Καναρίων Νήσων (IAC), και περιλαμβάνει μέλη από το Πανεπιστήμιο της La Laguna και το Πανεπιστήμιο της Γενεύης. Η έρευνά τους υποστηρίχθηκε επίσης από το Ισπανικό Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας (CSIS), το Ινστιτούτο Διαστημικών Μελετών της Καταλονίας (IEEC) και το Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής (INAF).
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς τα ευρήματά τους έγινε πρόσφατα αποδεκτή για δημοσίευση από το περιοδικό Αστρονομία & Αστροφυσική, και εμφανίζεται στο διαδίκτυο με τον τίτλο «Μια υπερ-Γη στην εσωτερική άκρη της κατοικήσιμης ζώνης του κοντινού M-dwarf GJ 625». Σύμφωνα με τη μελέτη, η ομάδα χρησιμοποίησε μετρήσεις ακτινικής ταχύτητας του GJ 625 για να προσδιορίσει την παρουσία ενός πλανήτη που έχει μεταξύ δύο και τρεις φορές τη μάζα της Γης.
Αυτή η ανακάλυψη ήταν μέρος της έρευνας HArps-n red Dwarf Exoplanet (HADES), η οποία μελετά κόκκινα αστέρια νάνων για να προσδιορίσει την παρουσία δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών σε τροχιά τους. Αυτή η έρευνα βασίζεται στο εργαλείο υψηλής ακρίβειας Ακτινική αναζήτηση πλανήτη για το βόρειο ημισφαίριο (HARPS-N) - το οποίο αποτελεί μέρος του Εθνικού Τηλεσκοπίου Galileo 3,6 μέτρων (TNG) στο Παρατηρητήριο Roque de Los Muchachos της IAC στο νησί της Λα Πάλμα .
Χρησιμοποιώντας αυτό το όργανο, η ομάδα συγκέντρωσε φασματοσκοπικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης του συστήματος GJ 625 κατά τη διάρκεια τριών ετών. Συγκεκριμένα, μέτρησαν μικρές διακυμάνσεις στην ακτινωτή ταχύτητα των αστεριών, οι οποίες αποδίδονται στη βαρυτική έλξη ενός πλανήτη. Από συνολικά 151 φάσματα που ελήφθησαν, μπόρεσαν να προσδιορίσουν ότι ο πλανήτης (GJ 625 b) ήταν πιθανότατα επίγειος και είχε ελάχιστη μάζα 2,82 ± 0,51 μάζες της Γης.
Επιπλέον, έλαβαν εκτιμήσεις απόστασης που την τοποθέτησαν περίπου 0,078 AU από το αστέρι της, και μια εκτίμηση τροχιακής περιόδου 14.628 ± 0,013 ημέρες. Σε αυτήν την απόσταση, η τροχιά του πλανήτη τον τοποθετεί ακριβώς μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη του GJ 625. Φυσικά, αυτό δεν σημαίνει οριστικά ότι ο πλανήτης έχει συνθήκες ευνοϊκές για τη ζωή στην επιφάνειά του, αλλά είναι μια ενθαρρυντική ένδειξη.
Όπως εξήγησε ο Alejandro Suárez Mascareño σε δελτίο τύπου της IAC:
«Καθώς το GJ 625 είναι ένα σχετικά δροσερό αστέρι, ο πλανήτης βρίσκεται στην άκρη της ζώνης κατοίκησής του, στην οποία μπορεί να υπάρχει υγρό νερό στην επιφάνειά του. Στην πραγματικότητα, ανάλογα με το σύννεφο της ατμόσφαιρας και την περιστροφή του, θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι κατοικήσιμο ».
Δεν είναι η πρώτη φορά που το έργο HADES εντόπισε έναν εξωπλανήτη γύρω από ένα κόκκινο αστέρι νάνου. Στην πραγματικότητα, το 2016, μια ομάδα διεθνών ερευνητών χρησιμοποίησε αυτό το έργο για να ανακαλύψει 2 σούπερ-Γη σε τροχιά γύρω από το GJ 3998, έναν κόκκινο νάνο που βρίσκεται περίπου 58 ± 2,28 έτη φωτός από τη Γη. Πέρα από το HADES, αυτή η ανακάλυψη είναι μια ακόμη άλλη σε μια μακρά σειρά από βραχώδεις εξωπλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί στην κατοικήσιμη ζώνη ενός κοντινού κόκκινου νάνου αστέρα.
Τέτοια ευρήματα είναι πολύ ενθαρρυντικά, καθώς οι κόκκινοι νάνοι είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος αστεριού στο γνωστό Σύμπαν - αντιπροσωπεύοντας περίπου το 70% των αστεριών στον γαλαξία μας μόνο. Σε συνδυασμό με το γεγονός ότι μπορούν να υπάρξουν έως και 10 τρισεκατομμύρια χρόνια, τα κόκκινα συστήματα νάνων θεωρούνται πρωταρχικοί υποψήφιοι στην αναζήτηση κατοικήσιμων εξωπλανητών.
Αλλά όπως συμβαίνει με όλους τους άλλους πλανήτες που ανακαλύφθηκαν γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων, υπάρχουν άλυτα ερωτήματα σχετικά με το πώς η μεταβλητότητα και η σταθερότητα του αστεριού θα μπορούσαν να επηρεάσουν τον πλανήτη. Για αρχάριους, τα κόκκινα αστέρια νάνων είναι γνωστό ότι ποικίλλουν στη φωτεινότητα και περιοδικά απελευθερώνουν τεράστιες εκλάμψεις. Επιπλέον, οποιοσδήποτε πλανήτης είναι αρκετά κοντά ώστε να βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του αστεριού πιθανότατα να είναι κλειδωμένος με τον παλιρροιακό τρόπο, πράγμα που σημαίνει ότι η μία πλευρά θα εκτίθεται σε σημαντική ποσότητα ακτινοβολίας.
Ως εκ τούτου, θα πρέπει να γίνουν πρόσθετες παρατηρήσεις γι 'αυτόν τον υποψήφιο εξωπλανήτη χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διαμετακόμισης με δοκιμή χρόνου. Σύμφωνα με τον Jonay Hernández - καθηγητή από το Πανεπιστήμιο της La Laguna, ερευνητής του IAC και έναν από τους συν-συγγραφείς της μελέτης - μελλοντικές μελέτες που χρησιμοποιούν αυτήν τη μέθοδο δεν θα είναι μόνο σε θέση να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη του πλανήτη και να τον χαρακτηρίσουν, αλλά προσδιορίστε επίσης εάν υπάρχουν άλλοι πλανήτες στο σύστημα.
«Στο μέλλον, νέες καμπάνιες παρατήρησης φωτομετρικών παρατηρήσεων θα είναι απαραίτητες για να προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε τη διέλευση αυτού του πλανήτη στο άστρο του, δεδομένης της εγγύτητάς του με τον Ήλιο», είπε. «Υπάρχει πιθανότητα ότι υπάρχουν περισσότεροι βραχώδεις πλανήτες γύρω από το GJ 625 σε τροχιές που είναι πιο κοντά ή πιο μακριά από το αστέρι, και εντός της ζώνης κατοίκησης, την οποία θα συνεχίσουμε να χτενίζουμε».
Σύμφωνα με τον Rafael Rebolo - έναν από τους συν-συγγραφείς της μελέτης από το Πανεπιστήμιο της La Laguna, μια έρευνα με το IAC και μέλος του CSIS - μελλοντικές έρευνες που χρησιμοποιούν τη μέθοδο διέλευσης θα επιτρέψουν επίσης στους αστρονόμους να καθορίσουν με δίκαιο βαθμό βεβαιότητας εάν το GJ 625 b έχει το σημαντικότατο συστατικό για την κατοικησιμότητα - δηλαδή μια ατμόσφαιρα:
«Η ανίχνευση μιας διαμετακόμισης θα μας επιτρέψει να προσδιορίσουμε την ακτίνα και την πυκνότητά της και θα μας επιτρέψει να χαρακτηρίσουμε την ατμόσφαιρά της από τη μετάδοση φωτός που εκπέμπεται χρησιμοποιώντας φασματογράφους υψηλής σταθερότητας υψηλής ανάλυσης στο GTC ή σε τηλεσκόπια της επόμενης γενιάς στο βόρειο ημισφαίριο , όπως το τηλεσκόπιο Thirty Meter (TMT) ».
Αλλά αυτό που είναι ίσως πιο συναρπαστικό για αυτό το τελευταίο εύρημα είναι πώς προσθέτει στον πληθυσμό των ηλιακών πλανητών στην κοσμική γειτονιά μας. Δεδομένης της εγγύτητάς τους, καθένας από αυτούς τους πλανήτες αντιπροσωπεύει μια σημαντική ευκαιρία για έρευνα. Και όπως είπε ο Δρ Mascareño στο Space Magazine μέσω email:
«Ενώ έχουμε ήδη βρει περισσότερους από 3600 επιπλέον ηλιακούς πλανήτες, ο πληθυσμός των εξωπλανητών στην κοντινή γειτονιά μας είναι κάπως άγνωστος. Στα 21 ly από τον Ήλιο, το GJ 625 είναι ένα από τα 100 πλησιέστερα αστέρια και τώρα το GJ 625 b είναι ένας από τους 30 πιο κοντινούς εξωπλανήτες που εντοπίστηκαν και ο 6ος πλησιέστερος δυνητικά κατοικήσιμος εξωπλανήτης. "
Για άλλη μια φορά, οι συνεχιζόμενες έρευνες για κοντινά συστήματα αστεριών παρέχουν πολλούς πιθανούς στόχους στην αναζήτηση ζωής πέρα από το ηλιακό μας σύστημα. Και με τηλεσκόπια επόμενης γενιάς με βάση το έδαφος και με βάση το διάστημα, μπορούμε να περιμένουμε να βρούμε πολλούς, περισσότερους υποψήφιους τα επόμενα χρόνια. Εν τω μεταξύ, φροντίστε να δείτε αυτήν την κινούμενη εικόνα του GJ 625 b και το γονικό της αστέρι:
