Τα τελευταία χρόνια, δεν υπήρξαν ελλείψεις ανακαλύψεων πλανητών εκτός ηλιακού φωτός που περιστρέφονται σε κόκκινους νάνους. Μόνο το 2016 και το 2017, οι αστρονόμοι ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός επίγειου (δηλαδή βραχώδους) πλανήτη γύρω από το Proxima Centauri (Proxima b), ενός συστήματος επτά πλανητών σε τροχιά γύρω από το TRAPPIST-1 και των υπερ-Γη σε τροχιά γύρω από τα κοντινά αστέρια του LHS 1140 (LHS 1140b ), και GJ 625 (GJ 625b).
Σε ποια θα μπορούσε να είναι η τελευταία ανακάλυψη, οι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Τέξας Άρλινγκτον (UTA) ανακοίνωσαν πρόσφατα την πιθανή ανακάλυψη ενός πλανήτη που μοιάζει με τη Γη σε τροχιά γύρω από το Gliese 832, ένα κόκκινο αστέρι νάνος μόλις 16 έτη φωτός μακριά. Στο παρελθόν, οι αστρονόμοι εντόπισαν δύο εξωπλανήτες σε τροχιά γύρω από το Gliese 832. Αλλά μετά τη διεξαγωγή μιας σειράς υπολογισμών, η ομάδα UTA ανέφερε ότι ένας επιπλέον πλανήτης που μοιάζει με τη Γη θα μπορούσε να βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το αστέρι.
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς τα ευρήματά τους, με τίτλο «Δυναμική ενός Πιθανού Πλανήτη Γης-Μάζας στο Σύστημα GJ 832», εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα.Με επικεφαλής τον Δρ Suman Satyal - ερευνητή φυσικής, λέκτορας και υπεύθυνος εργαστηρίου στο UTA - η ομάδα προσπάθησε να διερευνήσει τη σταθερότητα των πλανητικών τροχιών γύρω από το Gliese 832 χρησιμοποιώντας μια αριθμητική και λεπτομερή ανάλυση φάσης-χώρου.
Όπως αναφέρθηκε, δύο άλλοι εξωπλανήτες είχαν ανακαλυφθεί στο Gliese 832 στο παρελθόν, συμπεριλαμβανομένου ενός γίγαντα αερίου τύπου Δία (Gliese 832b) το 2008 και του υπερ-Γης (Gliese 832c) το 2014. Με πολλούς τρόπους, αυτοί οι πλανήτες δεν μπορούσαν να είσαι πιο διαφορετικός. Εκτός από τη διαφορά τους στη μάζα, ποικίλλουν ευρέως ως προς τις τροχιές τους - με το Gliese 832b να βρίσκεται σε τροχιά σε απόσταση περίπου 0,16 AU και το Gliese 832c σε τροχιά σε απόσταση 3 έως 3,8 AU.
Εξαιτίας αυτού, η ομάδα της UTA προσπάθησε να προσδιορίσει εάν ίσως υπήρχε ένας τρίτος πλανήτης με σταθερή τροχιά μεταξύ των δύο. Για το σκοπό αυτό, διεξήγαγαν αριθμητικές προσομοιώσεις για ένα σύστημα τριών και τεσσάρων σωμάτων πλανητών με ελλειπτικές τροχιές γύρω από το αστέρι. Αυτές οι προσομοιώσεις έλαβαν υπόψη έναν μεγάλο αριθμό αρχικών συνθηκών, οι οποίες επέτρεψαν την αναπαράσταση όλων των πιθανών καταστάσεων (π.χ. προσομοίωση φάσης-χώρου) των τροχιών του πλανήτη.
Στη συνέχεια περιελάμβαναν τις μετρήσεις της ακτινικής ταχύτητας του Gliese 832, οι οποίες βασίζονται στην παρουσία πλανητών με 1 έως 15 μάζες της Γης. Η μέθοδος Radial Velocity (RV), πρέπει να σημειωθεί, καθορίζει την ύπαρξη πλανητών γύρω από ένα αστέρι με βάση τις μεταβολές στην ταχύτητα του αστεριού. Με άλλα λόγια, το γεγονός ότι ένα αστέρι κινείται μπρος-πίσω δείχνει ότι επηρεάζεται από την παρουσία ενός πλανητικού συστήματος.
Η προσομοίωση του σήματος RV του αστεριού χρησιμοποιώντας ένα υποθετικό σύστημα πλανητών επέτρεψε επίσης στην ομάδα UTA να περιορίσει τις μέσες αποστάσεις στις οποίες αυτοί οι πλανήτες θα περιστρέφονταν σε τροχιά γύρω από το αστέρι (γνωστούς και ως τους ημι-μεγάλους άξονες τους) και τα ανώτερα όρια μάζας τους. Στο τέλος, τα αποτελέσματά τους παρείχαν ισχυρές ενδείξεις για την ύπαρξη ενός τρίτου πλανήτη. Όπως εξήγησε ο Δρ Satyal σε δελτίο τύπου του UTA:
«Χρησιμοποιήσαμε επίσης τα ενσωματωμένα δεδομένα από τη χρονική εξέλιξη των τροχιακών παραμέτρων για να δημιουργήσουμε τις συνθετικές καμπύλες ακτινικής ταχύτητας των γνωστών και πλανητών πλανητών στο σύστημα. Λάβαμε αρκετές καμπύλες ακτινικής ταχύτητας για ποικίλες μάζες και αποστάσεις που δείχνουν έναν πιθανό νέο μεσαίο πλανήτη. "
Με βάση τους υπολογισμούς τους, αυτός ο πιθανός πλανήτης του συστήματος Gliese 832 θα είναι μεταξύ 1 και 15 μάζας της Γης και θα περιστρέφεται γύρω από το αστέρι σε απόσταση που κυμαίνεται από 0,25 έως 2,0 AU. Προσδιόρισαν επίσης ότι πιθανότατα θα είχε σταθερή τροχιά για περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Ο Satyal υπέδειξε, όλα τα σημάδια που προέρχονται από το σύστημα Gliese 832 δείχνουν ότι υπάρχει ένας τρίτος πλανήτης.
«Η ύπαρξη αυτού του πιθανού πλανήτη υποστηρίζεται από τη μακροχρόνια τροχιακή σταθερότητα του συστήματος, τη δυναμική της τροχιάς και τη συνθετική ανάλυση ακτινωτής ταχύτητας», είπε. «Ταυτόχρονα, απαιτείται ένας πολύ μεγάλος αριθμός παρατηρήσεων ακτινικής ταχύτητας, μελέτες μεθόδου διέλευσης, καθώς και άμεση απεικόνιση για την επιβεβαίωση της παρουσίας πιθανών νέων πλανητών στο σύστημα Gliese 832».
Ο Alexander Weiss, ο πρόεδρος της φυσικής UTA, επαίνεσε επίσης το επίτευγμα, λέγοντας:
«Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη που δείχνει την πιθανή ύπαρξη ενός δυνητικού νέου πλανήτη σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι κοντά στο δικό μας. Το γεγονός ότι ο Δρ Satyal μπόρεσε να αποδείξει ότι ο πλανήτης θα μπορούσε να διατηρήσει μια σταθερή τροχιά στην κατοικήσιμη ζώνη ενός κόκκινου νάνου για περισσότερο από 1 δισεκατομμύριο χρόνια είναι εξαιρετικά εντυπωσιακό και καταδεικνύει τις ικανότητες παγκόσμιας κλάσης της ομάδας αστροφυσικής του τμήματος μας. "
Ένα άλλο ενδιαφέρον μήνυμα είναι ότι η τροχιά αυτού του πλανήτη θα το τοποθετούσε πέρα ή ακριβώς μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη του Gliese 832. Ενώ το Super-Earth Gliese 832c έχει μια εκκεντρική τροχιά που το τοποθετεί στο εσωτερικό άκρο αυτής της ζώνης, αυτός ο τρίτος πλανήτης θα φουσκώσει το εξωτερικό του άκρο στο πλησιέστερο. Υπό αυτήν την έννοια, τα δύο Super-Earth του Gliese 832 θα μπορούσαν να έχουν τη φύση της Αφροδίτης και του Άρη.
Κοιτάζοντας μπροστά, ο Δρ Satyal και οι συνάδελφοί του θα προσπαθήσουν φυσικά να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη αυτού του πλανήτη και άλλα ιδρύματα είναι βέβαιο ότι θα πραγματοποιήσουν παρόμοιες μελέτες. Αυτό το σύστημα αστεριών είναι ένα ακόμη που σίγουρα θα αποτελέσει αντικείμενο μελετών παρακολούθησης τα επόμενα χρόνια, πιθανότατα από διαστημικά τηλεσκόπια επόμενης γενιάς όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
