Na udaljenosti 4,37 svjetlosnih godina od Zemlje, Alpha Centauri je najbliži naš zvjezdani sustav. Generacije su znanstvenici i mislioci razmišljali može li imati planetarni sustav poput našeg Sunca i može li tamo i postojati život. Nažalost, nedavni napori da se pronađu izvan-solarni planeti u ovom sustavu zvijezda nisu uspjeli, a potencijalne detekcije kasnije su pokazale da su rezultat artefakata u podacima.
Kao odgovor na ove neuspjele napore, razvija se nekoliko ambicioznijih projekata za pronalaženje egzoplaneta oko Alpha Centaura. Uključuju svemirske teleskope za izravno snimanje poput Project Blue i međuzvjezdane misije poznate kao Breakthrough Starshot. No, prema novoj studiji koju su vodili istraživači sa sveučilišta Yale, postojeći podaci mogu se upotrijebiti za utvrđivanje vjerojatnosti planeta u ovom sustavu (pa čak i koje vrste).
Studija koja je detaljno opisala njihova otkrića nedavno se pojavila u The Astronomical Journalpod naslovom "Otkrivanje planeta u sustavu Alpha Centauri". Studiju je vodila Lily Zhao, studentica diplomiranja na Sveučilištu Yale i suradnica Nacionalne znanstvene zaklade (NSF), a koautori su joj Debora Fischer, John Brewer i Matt Giguere iz Yalea i Bárbara Rojas-Ayala sa Universidada Andrés Bello u Čileu.
Za vrijeme svoje studije, Zhao i njezin tim smatrali su zašto dosad nisu uspjeli napori na pronalaženju planeta unutar najbližeg zvjezdanog sustava našem. To je iznenađujuće kada se uzme u obzir kako je, statistički gledano, vjerovatno da će Alpha Centauri imati sustav ako postoji. Kao što je prof. Fischer naznačio u nedavnom priopćenju za medije Yale News:
"Svemir nam je rekao da su najčešći tipovi planeta mali planeti, a naše istraživanje pokazuje da su to upravo oni koji se najvjerojatnije kreću u orbiti alfa centaura A i B ... Budući da je Alpha Centauri tako blizu, to je naša prva stanica izvan našeg Sunčevog sustava. Gotovo da postoje male, kamenite planete oko Alpha Centauri A i B. "
Debora Fischer, osim što je profesorica astronomije na sveučilištu Yale, također je jedna od vođa Yale Exoplanets Group. Kao stručnjak u svom području, Fischer je desetljećima svog života posvetio istraživanju egzoplaneta i traženju zemeljskih analoga izvan našeg Sunčevog sustava. Uz djelomična financijska sredstva osigurana od NASA-e i Nacionalne zaklade za znanost, tim se oslanjao na postojeće podatke prikupljene nekim od najnovijih instrumenata lova na egzoplanetu.
Tu su spadali CHIRON, spektrograf postavljen na sustav za istraživanje malih i umjerenih otvora blende (SMARTS) na međuameričkom opservatoriju Cerro Telolo (CTIO) u Čileu. Ovaj je instrument sagradio Fischerov tim, a podaci koje je dao kombinovali su s Planet pretraživačem velike preciznosti radijalom brzine (HARPS) i instrumentom za ultravijolični i vizualni echelle Spectrograph (UVES) na ESO-ovom vrlo velikom teleskopu (VLT).
Koristeći desetogodišnje podatke prikupljene tim instrumentima, Zhao i njezini kolege tada su postavili mrežnu mrežu za sustav Alpha Centauri. Umjesto da traže znakove planeta koji su postojali, upotrijebili su podatke kako bi isključili koje vrste planeta tamo ne mogu postojati. Kao što je Zhao rekao za Space Magazine putem e-pošte:
„Ova je studija bila posebna po tome što je koristila postojeće podatke sustava Alpha Centauri ne za pronalaženje planeta, već za karakterizaciju kakvih planeta ne bi moglo postojati. Time je vratio više informacija o sustavu u cjelini i pruža smjernice za buduća promatranja ovog jedinstveno karizmatičnog sustava.
Pored toga, tim je analizirao kemijski sastav zvijezda u sustavu Alpha Centauri kako bi saznao više o vrstama materijala koji bi bili dostupni za formiranje planeta. Na temelju različitih vrijednosti dobivenih promatračkim kampanjama koje su obavljali različiti teleskopi na tri zvijezde Alpha Centauri (Alpha, Beta i Proxima), oni su mogli postaviti ograničenja o tome koje vrste planeta mogu tamo postojati.
"Otkrili smo da postojeći podaci isključuju planete u naseljenoj zoni iznad 53 Zemljine mase za alfa Centauri A, 8,4 zemljine mase za Alpha Centauri B i 0,47 Zemljinih masa za Proxima Centauri", rekao je Zhao. "Što se tiče kemijskih sastava, otkrili smo da su omjeri ugljik / kisik i magnezij / silicij za Alpha Centauri A i B prilično slični onima na Suncu."
U osnovi, rezultati njihove studije učinkovito su isključili mogućnost bilo kojeg plinskog divova veličine Jupitera u sustavu Alpha Centauri. Za Alpha Centauri A nadalje su otkrili da mogu postojati planete manje od 50 Zemljinih masa, dok Alpha Centauri B može imati planete manje od 8 mase Zemlje. Za Proximu Centauri, za koju znamo da ima barem jedan planet nalik Zemlji, utvrdili su da bi moglo biti više od polovice Zemljine mase.
Osim što nudi nadu za lovce na egzoplanete, ovo istraživanje nosi sa sobom i prilično zanimljive implikacije na planetarno stanište. U osnovi, ohrabrujuća je prisutnost kamenih planeta u sustavu; ali bez plinskih divova, mogao bi nedostajati ključni sastojak koji će osigurati da planete ostanu za život.
"[N] samo što još uvijek mogu biti planeti Zemljine mase oko naših najbližih zvjezdanih susjeda, ali također nema plinskih divova koji bi mogli ugroziti opstanak ovih potencijalno useljivih, kamenitih planeta", rekao je Zhao. "Nadalje, ako ovi planeti postoje, vjerojatno će imati slične sastave kao i naša vlastita Zemlja s obzirom na sličnost u Alpha Cen A / B i našem voljenom Suncu."
Trenutno ne postoje instrumenti koji bi uspjeli potvrditi postojanje bilo kakvih egzoplaneta u Alpha Centauri. No, kao što je Zhao nagovijestio, ona i njezini suigrači optimistični su da će buduće ankete imati potrebnu osjetljivost za to:
"[T] svog je mjeseca vidio puštanje u pogon nekoliko narednih generacija instrumenata koji su obećavali preciznost neophodnu za otkrivanje ovih mogućih planeta u bliskoj budućnosti, a ova analiza pokazala je da ga sigurno vrijedi nastaviti gledati!"
Tu se ubraja Echelle SPectrograph za stjenovitu egzoplanetu i stabilna spektroskopska opažanja (ESPRESSO) - koji je nedavno instaliran u opservatoriju Paranal - i spektrometar EXTreme PREcision (EXPRES) izgrađen na Sveučilištu Yale. Ovaj posljednji instrument trenutno provodi promatranje u opservatoriju Lowell u Arizoni, u kojem Zhao sudjeluje.
"Ovi instrumenti obećavaju preciznost i do 10-30 cm / s i trebali bi biti u stanju detektirati još mnogo manjih i udaljenijih planeta - poput životnih planeta oko zvijezda Kentaura", rekao je Zhao. "Vidno polje ova dva instrumenta je malo drugačije (ESPRESSO ima južnu hemisferu, gdje je Alpha Centauri, dok EXPRES pokriva sjevernu hemisferu, na primjer, gdje su Kepler i mnoga polja K2)."
S novim instrumentima koji su im bili na raspolaganju i metodama poput onoga koje je Zhao i njezin tim razvio, najbliži Zvjezdan sustav na Zemlji zasigurno će u narednim godinama postati prava riznica za astronome i lovce na egzoplanete. I sve što tamo nađemo sigurno će postati meta za izravne studije grupa poput Project Blue i Breakthrough Starshot. Ako ET živi u susjedstvu, sigurno ćemo čuti o tome uskoro!
