I de sidste par år har der ikke været nogen mangel på opdagelser uden for solplaneter, der kredser omkring røde dværgstjerner. Alene i 2016 og 2017 annoncerede astronomer opdagelsen af en jordbunden (dvs. klippet) planet omkring Proxima Centauri (Proxima b), et syvplanetets system, der kredser om TRAPPIST-1, og superjordene, der kredser om de nærliggende stjerner på LHS 1140 (LHS 1140b ) og GJ 625 (GJ 625b).
I hvad der kunne være den nyeste opdagelse, annoncerede fysikere ved University of Texas Arlington (UTA) for nylig den mulige opdagelse af en jordlignende planet, der kredser om Gliese 832, en rød dværgstjerne kun 16 lysår væk. Tidligere opdagede astronomer to eksoplaneter, der kredsede rundt omkring Gliese 832. Men efter at have udført en række beregninger, indikerede UTA-teamet, at en yderligere jordlignende planet kunne kredse rundt stjernen.
Undersøgelsen, der beskriver deres fund, med titlen "Dynamics of a Probable Earth-mass Planet in the GJ 832 System", dukkede for nylig op i The Astrophysical Journal.Anført af Dr. Suman Satyal - en fysikforsker, underviser og laboratorievejleder ved UTA - forsøgte teamet at undersøge stabiliteten af planetariske kredsløb omkring Gliese 832 ved hjælp af en numerisk og detaljeret fase-rumanalyse.
Som antydet var to andre eksoplaneter blevet opdaget omkring Gliese 832 i fortiden, inklusive en Jupiter-lignende gasgigant (Gliese 832b) i 2008, og super-Jorden (Gliese 832c) i 2014. På mange måder kunne disse planeter ikke være mere forskellige. Foruden deres forskel i masse varierer de vidt med hensyn til deres kredsløb - med Gliese 832b, der kredser i en afstand af ca. 0,16 AU og Gliese 832c, der kredser i en afstand fra 3 til 3,8 AU.
På grund af dette forsøgte UTA-teamet at afgøre, om der måske var en tredje planet med en stabil bane mellem de to. Til dette formål gennemførte de numeriske simuleringer for et system med tre og fire organer med planeter med elliptiske kredsløb rundt om stjernen. Disse simuleringer tog højde for et stort antal indledende betingelser, som gjorde det muligt at repræsentere alle mulige tilstande (alias fase-rum-simulering) af planetens baner.
De inkluderede derefter radialhastighedsmålingerne af Gliese 832, der redegør for dem baseret på tilstedeværelsen af planeter med 1 til 15 jordmasser. Metoden Radial Velocity (RV) bestemmer, at der findes planeter omkring en stjerne baseret på variationer i stjernens hastighed. Med andre ord, det faktum, at en stjerne bevæger sig frem og tilbage, indikerer, at den påvirkes af tilstedeværelsen af et planetarisk system.
Ved at simulere stjernens RV-signal ved hjælp af et hypotetisk planetsystem gjorde det også muligt for UTA-teamet at begrænse de gennemsnitlige afstande, hvorpå disse planeter ville bane rundt stjernen (også kaldet deres semi-større akser) og deres øvre massegrænser. I sidste ende gav deres resultater stærke indikationer for eksistensen af en tredje planet. Som Dr. Satyal forklarede i en UTA-pressemeddelelse:
”Vi brugte også de integrerede data fra tidsudviklingen af orbitalparametre til at generere de syntetiske radiale hastighedskurver for de kendte og de jordlignende planeter i systemet. Vi opnåede flere radiale hastighedskurver til forskellige masser og afstande, der indikerer en mulig ny mellemplanet. ”
Baseret på deres beregninger ville denne mulige planet i Gliese 832-systemet være mellem 1 og 15 jordmasser og kredsede om stjerne i en afstand fra 0,25 til 2,0 AU. De bestemte også, at det sandsynligvis ville have en stabil bane i cirka 1 milliard år. Satyal indikerede, alle tegn, der kommer fra Gliese 832-systemet peger mod, at der er en tredje planet.
”Eksistensen af denne mulige planet understøttes af systemets langsigtede orbitalstabilitet, orbitaldynamik og den syntetiske radiale hastighedssignalanalyse,” sagde han. "Samtidig er der stadig behov for et markant stort antal observationer af radial hastighed, undersøgelser af transitmetoder såvel som direkte billeddannelse for at bekræfte tilstedeværelsen af mulige nye planeter i Gliese 832-systemet."
Alexander Weiss, UTA's fysikstol, udråber også præstationen og sagde:
”Dette er et vigtigt gennembrud, der demonstrerer den mulige eksistens af en potentiel ny planet, der kredser rundt en stjerne tæt på vores egen. Det faktum, at Dr. Satyal var i stand til at demonstrere, at planeten kunne opretholde en stabil bane i den beboelige zone i en rød dværg i mere end 1 milliard år, er ekstremt imponerende og demonstrerer kapaciteterne i verdensklasse for vores afdelings astrofysikgruppe. ”
Et andet interessant snavs er, at denne klods kredsløb ville placere den ud over eller bare inden for Gliese 832's beboelige zone. Mens Super-Earth Gliese 832c har en excentrisk bane, der placerer den i den indre kant af denne zone, ville denne tredje planet skørt sin ydre kant nærmest. I denne forstand kunne Gliese 832s to Super-Earths meget vel være Venus-lignende og Mars-lignende.
Når vi ser fremad, vil Dr. Satyal og hans kolleger naturligvis være på udkig efter at bekræfte eksistensen af denne planet, og andre institutioner er sikre på at gennemføre lignende undersøgelser. Dette stjernesystem er endnu et, der helt sikkert vil blive genstand for opfølgningsundersøgelser i de kommende år, sandsynligvis fra næste generations rumteleskoper som James Webb Space Telescope.
