Σε απόσταση 4,37 ετών φωτός από τη Γη, το Alpha Centauri είναι το πλησιέστερο σύστημα αστεριών στο δικό μας. Για γενιές, επιστήμονες και κερδοσκοπικοί στοχαστές έχουν σκεφτεί αν θα μπορούσε να έχει ένα πλανητικό σύστημα όπως ο δικός μας Ήλιος και αν μπορεί να υπάρχει και εκεί ζωή. Δυστυχώς, οι πρόσφατες προσπάθειες εντοπισμού των ηλιακών πλανητών σε αυτό το σύστημα αστεριών απέτυχαν, με πιθανές ανιχνεύσεις αργότερα να αποδεικνύονται ως αποτέλεσμα τεχνουργημάτων στα δεδομένα.
Σε απάντηση σε αυτές τις αποτυχημένες προσπάθειες, αναπτύσσονται αρκετά πιο φιλόδοξα έργα για την εξεύρεση εξωπλανητών γύρω από το Alpha Centauri. Αυτά περιλαμβάνουν διαστημικά τηλεσκόπια άμεσης απεικόνισης όπως το Project Blue και τη διαστρική αποστολή γνωστή ως Breakthrough Starshot. Ωστόσο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Yale, τα υπάρχοντα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της πιθανότητας των πλανητών σε αυτό το σύστημα (και ακόμη και σε ποιο είδος).
Η μελέτη στην οποία αναλύθηκαν τα ευρήματά τους εμφανίστηκε πρόσφατα Η Αστρονομική Εφημερίδαμε τον τίτλο «Πλανητική ανιχνευσιμότητα στο σύστημα Alpha Centauri». Η μελέτη καθοδήγησε η Lily Zhao, μεταπτυχιακή φοιτήτρια από το Πανεπιστήμιο Yale και συνεργάτης με το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) και συν-συγγραφέας από την Debora Fischer, τον John Brewer και τον Matt Giguere του Yale και την Bárbara Rojas-Ayala του Universidad Andrés Bello στη Χιλή.
Για χάρη της μελέτης τους, η Zhao και η ομάδα της εξέτασαν γιατί οι προσπάθειες εντοπισμού πλανητών μέσα στο πλησιέστερο σύστημα αστεριών με το δικό μας έχουν μέχρι στιγμής αποτύχει. Αυτό προκαλεί έκπληξη όταν εξετάζει κανείς πώς, από στατιστικής απόψεως, το Alpha Centauri είναι πολύ πιθανό να έχει ένα σύστημα εάν το έχει. Όπως ανέφερε ο καθηγητής Fischer σε πρόσφατο δελτίο τύπου του Yale News:
«Το σύμπαν μας έχει πει ότι οι πιο συνηθισμένοι τύποι πλανητών είναι μικροί πλανήτες και η μελέτη μας δείχνει ότι αυτοί είναι ακριβώς αυτοί που είναι πιο πιθανό να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους Alpha Centauri A και B… Επειδή το Alpha Centauri είναι τόσο κοντά, είναι η πρώτη μας στάση έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Υπάρχουν σχεδόν σίγουροι ότι υπάρχουν μικροί, βραχώδεις πλανήτες γύρω από το Alpha Centauri A και B. "
Εκτός από το ότι είναι καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Yale, η Debora Fischer είναι επίσης ένας από τους ηγέτες του Ομίλου Yale Exoplanets. Ως ειδικός στον τομέα της, η Fischer αφιέρωσε δεκαετίες ζωής της στην έρευνα εξωπλανητών και στην αναζήτηση ανάλογων Γη πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα. Με τη μερική χρηματοδότηση που παρέχεται από τη NASA και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, η ομάδα βασίστηκε σε υπάρχοντα δεδομένα που συλλέχθηκαν από μερικά από τα τελευταία όργανα κυνηγιού εξωπλανήτη.
Σε αυτά περιλαμβανόταν το CHIRON, ένα φασματογράφο τοποθετημένο στο Σύστημα Τηλεσκοπίου Μικρού και Μέτριου Διαστήματος (SMARTS) στο Διαμερικανικό Παρατηρητήριο Cerro Telolo (CTIO) στη Χιλή. Αυτό το όργανο δημιουργήθηκε από την ομάδα της Fischer και τα δεδομένα που παρείχε συνδυάστηκαν με τα όργανα Search Planet Search High Accuracy Radial velocity (HARPS) και τα όργανα υπεριώδους και οπτικού Echelle Spectrograph (UVES) στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του ESO.
Χρησιμοποιώντας δέκα χρόνια δεδομένων που συλλέχθηκαν από αυτά τα όργανα, η Zhao και οι συνάδελφοί της στη συνέχεια δημιούργησαν ένα σύστημα πλέγματος για το σύστημα Alpha Centauri. Αντί να αναζητούν σημάδια πλανητών που υπήρχαν, χρησιμοποίησαν τα δεδομένα για να αποκλείσουν τι είδους πλανήτες δεν μπορούσαν να υπάρχουν εκεί. Όπως είπε ο Zhao στο Space Magazine μέσω email:
«Αυτή η μελέτη ήταν ιδιαίτερη στο ότι χρησιμοποίησε υπάρχοντα δεδομένα του συστήματος Alpha Centauri για να μην βρει πλανήτες, αλλά για να χαρακτηρίσει ποιοι πλανήτες δεν μπορούσαν να υπάρχουν. Με αυτόν τον τρόπο, επέστρεψε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το σύστημα στο σύνολό του και παρέχει καθοδήγηση για μελλοντικές παρατηρήσεις αυτού του μοναδικά χαρισματικού συστήματος.
Επιπλέον, η ομάδα ανέλυσε τη χημική σύνθεση των αστεριών στο σύστημα Alpha Centauri για να μάθει περισσότερα για τα είδη υλικού που θα ήταν διαθέσιμα για να σχηματίσουν πλανήτες. Με βάση τις διαφορετικές τιμές που προέκυψαν από εκστρατείες παρατήρησης που διεξήχθησαν από διαφορετικά τηλεσκόπια στα τρία αστέρια του Alpha Centauri (Alpha, Beta και Proxima), μπόρεσαν να θέσουν περιορισμούς σε τι είδους πλανήτες θα μπορούσαν να υπάρχουν εκεί.
«Βρήκαμε ότι τα υπάρχοντα δεδομένα αποκλείουν πλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη πάνω από 53 μάζες της Γης για το άλφα Centauri A, 8,4 μάζες της Γης για το Alpha Centauri B και 0,47 μάζες της Γης για το Proxima Centauri», δήλωσε ο Zhao. "Όσον αφορά τις χημικές συνθέσεις, διαπιστώσαμε ότι οι αναλογίες άνθρακα / οξυγόνου και μαγνησίου / πυριτίου για τα Alpha Centauri A και B είναι αρκετά παρόμοιες με αυτές του Ήλιου."
Βασικά, τα αποτελέσματα της μελέτης τους απέκλεισαν αποτελεσματικά την πιθανότητα γίγαντας αερίου μεγέθους Δία στο σύστημα Alpha Centauri. Για το Alpha Centauri A, διαπίστωσαν επίσης ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν πλανήτες με λιγότερες από 50 μάζες της Γης, ενώ το Alpha Centauri B μπορεί να έχει πλανήτες μικρότερους από 8 μάζες της Γης. Για το Proxima Centauri, το οποίο γνωρίζουμε ότι έχει τουλάχιστον έναν πλανήτη που μοιάζει με τη Γη, αποφάσισαν ότι μπορεί να υπάρχουν περισσότερα από το ήμισυ της μάζας της Γης.
Εκτός από την προσφορά ελπίδας για τους κυνηγούς εξωπλανητών, αυτή η μελέτη έχει μερικές μάλλον ενδιαφέρουσες επιπτώσεις στην πλανητική βιωσιμότητα. Βασικά, η παρουσία βραχώδεις πλανητών στο σύστημα είναι ενθαρρυντική. αλλά χωρίς γίγαντες φυσικού αερίου, ένα βασικό συστατικό για να διασφαλιστεί ότι οι πλανήτες παραμένουν κατοικήσιμοι θα μπορούσε να λείπει.
«[N] μόνο θα μπορούσαν να υπάρχουν ακόμη κατοικήσιμοι πλανήτες μάζας Γης γύρω από τους πιο κοντινούς αστρικούς γείτονές μας, αλλά δεν υπάρχουν επίσης γίγαντες αερίου που θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο την επιβίωση αυτών των δυνητικά κατοικήσιμων, βραχώδεις πλανητών», δήλωσε ο Zhao. "Επιπλέον, εάν αυτοί οι πλανήτες υπάρχουν, είναι πιθανό να έχουν παρόμοιες συνθέσεις με τη Γη μας, δεδομένης της ομοιότητας στο Alpha Cen A / B και στον αγαπημένο μας Ήλιο."
Προς το παρόν, δεν υπάρχουν όργανα που να μπορούν να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη εξωπλανητών στο Alpha Centauri. Αλλά όπως ανέφερε η Zhao, αυτή και οι συμπαίκτες της είναι αισιόδοξες ότι οι μελλοντικές έρευνες θα έχουν την απαραίτητη ευαισθησία για να το κάνουν:
«[Ο] μήνας του έχει δει τη θέση σε λειτουργία πολλών οργάνων επόμενης γενιάς που υπόσχονται την απαιτούμενη ακρίβεια για να ανακαλύψουν αυτούς τους πιθανούς πλανήτες στο εγγύς μέλλον, και αυτή η ανάλυση έδειξε ότι σίγουρα αξίζει τον κόπο να συνεχίσει να ψάχνει!»
Σε αυτά περιλαμβάνονται το Echelle SPectrograph για το Rocky Exoplanet και το Stable Spectroscopic Observations (ESRESSO) - το οποίο εγκαταστάθηκε πρόσφατα στο Παρατηρητήριο Paranal - και το EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) που κατασκευάστηκε στο Πανεπιστήμιο του Yale. Αυτό το τελευταίο όργανο διεξάγει επί του παρόντος μια παρατήρηση στο Παρατηρητήριο Lowell στην Αριζόνα, στην οποία συμμετέχει ο Zhao.
«Αυτά τα όργανα υπόσχονται ακρίβεια έως και 10-30 cm / s και θα πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύουν πολύ περισσότερους μικρότερους και μακρύτερους πλανήτες - όπως κατοικήσιμους πλανήτες γύρω από τα αστέρια των Centauri», δήλωσε ο Zhao. "Το οπτικό πεδίο αυτών των δύο οργάνων είναι ελαφρώς διαφορετικό (το ESPRESSO έχει το νότιο ημισφαίριο, όπου βρίσκεται το Alpha Centauri, ενώ το EXPRES καλύπτει το βόρειο ημισφαίριο, για παράδειγμα όπου είναι το Kepler και πολλά από τα πεδία K2)."
Με νέα εργαλεία στη διάθεσή τους και μεθόδους όπως αυτή που ανέπτυξε η Zhao και η ομάδα της, το πιο κοντινό σύστημα αστεριών στη Γη είναι σίγουρο ότι θα γίνει ένας πραγματικός θησαυρός για αστρονόμους και κυνηγούς εξωπλανητών τα επόμενα χρόνια. Και οτιδήποτε βρίσκουμε εκεί σίγουρα θα γίνει στόχος για άμεσες μελέτες από ομάδες όπως το Project Blue και το Breakthrough Starshot. Εάν το ET διαμένει δίπλα, σίγουρα θα το ακούσουμε σύντομα!
