Astronomer har upptäckt en annan exoplanetkandidat som kretsar kring vår granne Proxima Centauri. En artikel som tillkännager dessa resultat publicerades just i tidskriften Vetenskapens framsteg . Om det bekräftas, det kommer att vara den andra exoplaneten som upptäckts kretsa runt stjärnan.

Det var stora nyheter 2016 när astronomer upptäckte en planet som kretsade kring Proxima Centauri (PC), den närmaste stjärnan till vår sol. den planeten, heter Proxima b, är potentiellt beboelig, och på den tiden, Det fanns spekulationer om att vi skulle kunna skicka dit en robotutforskare om bara några decennier. Upptäckten av en andra planet, även om det troligen är för långt bort från sin stjärna för flytande vatten, ökar intresset för PC-systemet.

Upptäckarna av denna nya planet, Proxima c, säga att det behövs uppföljande observationer för att bekräfta det som en planet. Förändringar i stjärnaktiviteten hos Proxima Centauri indikerade närvaron av en annan planet. Men de säger också att de data de har inte kan förklaras i termer av någon stjärnaktivitet i sig. På grund av dess närhet, och även dess vinkelseparation från stjärnan, det är en främsta kandidat för uppföljande observationer – och till och med avbildning – med nästa generations teleskop.

Proxima c:s massa är ungefär hälften av Neptunus och dess omloppsbana är ungefär 1,5 gånger jordens. Dess temperatur är cirka -200 C, om det inte har någon atmosfär. Proxima Centauri har genomgått en intensiv astronomisk granskning de senaste åren, och det har uteslutit närvaron av planeter i storleken Jupiter mellan 0,8 och 5+ astronomiska enheter från stjärnan. Men att hitta Proxima c är fortfarande överraskande, eftersom dess närvaro utmanar våra modeller av hur superjordar bildas och utvecklas.

Huvudförfattaren till denna studie är Mario Damasso från INAF Astrophysical Observatory of Turin, Italien. Studien har titeln "En planetkandidat med låg massa som kretsar kring Proxima Centauri på ett avstånd av 1,5 AU." Den publicerades den 15 januari, 2020.

Hugh Jones, professor i astrofysik vid Hertfordshire University, var också involverad i studien. I en artikel i The Conversation, Jones påpekade hur svårt det kan vara att separera data som visar närvaron av en planet, från data som visar stjärnaktivitet vid värdstjärnan. "Precis som vår sol, Proxima har fläckar orsakade av områden med intensiv magnetisk aktivitet som rör sig in och ut ur synfältet, förändras i intensitet på en mängd olika tidsskalor. Dessa egenskaper måste beaktas när man söker efter planetariska signaler."

Även om stjärnaktiviteten inte matchar data, upptäckarna är försiktiga tills uppföljande observationer antingen kan bekräfta eller förneka närvaron av Proxima c, och definitivt utesluta stjärnaktivitet.

Upptäckten av denna nya exoplanetkandidat finns i detta nya dokument, men historien går tillbaka några år.

Flera team av forskare har genomsökt Proxima Centauri efter exoplaneter. Mycket av deras arbete berodde på radiella hastighetsdata, särskilt från ESO:s HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher.) Study by study, astronomer har uteslutit förekomsten av vissa massräckviddsplaneter inom vissa AU-områden från PC.

En studie från 1999 uteslöt förekomsten av planeter över 1700 AUs PC, eftersom PC själv kretsar runt Alpha Centauri AB. En studie från 2019 satte en övre gräns på 0,3 Jupitermassor för alla planeter inom 10 AU från PC. Samma studie uteslöt närvaron av planeter mellan 10 och 50 AU i massintervallet 0,3 till 8 massor av Jupiter. Andra studier sätter på fler begränsningar.

Men astronomer vet också att röda dvärgar är värd för fler små planeter än andra typer av stjärnor. Så de fortsatte leta.

Kan vi verkligen skicka ett rymdskepp dit?

Breakthrough Starshot Initiative (BSI) tror att de kan skicka en liten rymdfarkost till Proxima Centauri.

När exoplaneten Centauri b upptäcktes 2016, BSI började jobba. De tror att de kan skicka en nano-rymdfarkost med kameror till inom en AU av planeten och returnera bilder mycket mer detaljerade än vi kan hoppas på att uppnå med något teleskop. De säger att de borde kunna returnera bilder som visar kontinenter och hav. På deras hemsida, BSI säger "För att uppnå jämförbar upplösning med ett rymdteleskop i jordens omloppsbana, teleskopet måste vara 300 km i diameter."

Men även om PC är "nära" i astronomiska termer, det är fortfarande ett enormt avstånd bort. På 4,2 ljusår bort, det skulle fortfarande ta decennier att nå dit, färdas med 20 % av ljusets hastighet (cirka 216, 000, 000 kilometer i timmen.) För närvarande, den snabbaste rymdfarkosten är NASA:s Parker Solar Probe, som kommer att nå en topphastighet på endast 692, 000 km/h.

Men om vi kan få en rymdfarkost där eller inte är bara en del av historien. På grund av dess närhet, Proxima Centauri-systemet är ett observerbart laboratorium för att förstå andra solsystem. Och dess närvaro och närhet kan stimulera ytterligare teknisk utveckling som behövs för att studera den och andra system mer i detalj.

Som Hugh Jones sa i sin artikel på The Conversation, "I sista hand, upptäckten av flera signaler från den allra närmaste stjärnan visar att planeter är vanligare än stjärnor. Proxima representerar en utmärkt plats för att förstå de närmaste exoplaneterna och utveckla ny teknik för att bättre förstå universum vi lever i."

Proxima c:s existens är problematisk, eller åtminstone betydande, för våra modeller för planetbildning. Bland superjordiska planeter runt lågmassastjärnor som upptäcks av radiell hastighet, Proxima c skulle ha både den längsta perioden och den lägsta massan. Det skulle också vara det längsta avståndet från sin moderstjärna än frostlinjen i den ursprungliga protoplanetariska skivan. Frostlinjen låg troligen på 0,15 AU.

Författarna säger att det är osannolikt att Proxima c sparkades ut från sin ursprungliga position närmare stjärnan på grund av viss instabilitet, "eftersom dess bana överensstämmer med en cirkulär, och på grund av frånvaron av mer massiva planeter på kortare omloppsavstånd."

I deras papper, de säger, "Formationen av en superjord långt bortom snögränsen utmanar formationsmodeller enligt vilka snölinjen är en söt plats för anhopning av superjordar, på grund av ackumuleringen av isiga fasta ämnen på den platsen."

Proxima Centauri är en röd dvärgstjärna, eller M dvärg. Det är cirka 4,2 ljusår från solen, gör det till vår närmaste granne. Det är den tredje stjärnan i ett tresystem, med binärstjärnan Alpha Centauri AB. Proxima Centauri är cirka 13, 000 AU från Alpha Centauri AB, och upptäcktes 1915.