Den nyupptäckta planeten som kretsar runt den svaga Barnardstjärnan (som föreställs här) är mycket större och kallare än jorden.
M. Kornmesser/ESO
Vårt hörn av Vintergatan börjar bli ganska grannvänligt. År 2016 upptäckte astronomer en planet som kretsar kring Proxima Centauri, den närmaste stjärnan till vår sol, bara 4 ljusår bort. Nu tror de att de har hittat en exoplanet runt Barnards stjärna, som på 6 ljusårs avstånd är det näst närmaste stjärnsystemet. Planeten – en kylig värld som är mer än tre gånger tyngre än jorden – är tillräckligt nära för att forskarna ska kunna lära sig mer om dess atmosfär med framtida jätteteleskop. ”Detta kommer att vara en av de bästa kandidaterna”, säger astronomen Nikku Madhusudhan vid University of Cambridge i Storbritannien, som inte ingick i upptäcktsgruppen.
Barnards stjärna b, som den nya planeten kallas, var olidligt svår att lokalisera, och gruppen hänvisar till den som en ”kandidatplanet” även om den är säker på att den finns där. De flesta exoplaneter, inklusive de tusentals som identifierats av NASA:s nyligen pensionerade rymdteleskop Kepler, hittades med hjälp av ”transit”-tekniken: man letar efter en periodisk dipp i stjärnljuset när en planet passerar framför. Men den metoden upptäcker bara den lilla del av planeterna som korsar sin stjärna när de ses från jorden. Trots årtionden av observationer har astronomer inte upptäckt några planeter som passerar Barnards stjärna.
Men astronomer kan också leta efter planeter genom att mäta deras gravitationsdrag på en stjärna. Hundratals exoplaneter har hittats genom att leta efter periodiska dopplerförskjutningar i stjärnljusets frekvens. År 2015 såg astronomer tecken på sådana förskjutningar i ljuset från Barnards stjärna. ”Då gick vi hårt åt det”, säger astronomen Ignasi Ribas vid Institutet för rymdvetenskap i Barcelona, Spanien, som ledde det nya projektet.
Hans team gjorde observationer från två markbaserade teleskop i Chile och Spanien. De observerade också med en spektrograf vid Spaniens Calar Alto-observatorium och lade till arkivdata som sträcker sig över 20 år från dessa och fyra andra instrument, vilket ger dem totalt nästan 800 mätningar. ”Det var en gemenskapsinsats”, säger Ribas. Som de rapporterar idag i Nature fann de att stjärnans ljus svängde var 233:e dag, vilket innebär att det finns en planet i omloppsbana med ett 223-dagars år.
Det finns en chans att svängningarna orsakas av något som påverkar hur stjärnan lyser på ett periodiskt sätt, till exempel stjärnfläckar. Teamet har beräknat att detta är mycket osannolikt, även om det fortfarande är möjligt. ”Vi är helt övertygade” om att det är en planet, säger Ribas. Madhusudhan är inte riktigt lika säker: ”Om det bekräftas kommer detta att vara mycket bra. Det visar hur svårt det är att göra den här saken.”
Utifrån denna information om omloppsbana beräknar teamet att planeten måste väga minst 3,2 gånger så mycket som jorden. Det placerar Barnards stjärna b rakt in i ett terra incognita mellan små stenplaneter som jorden och större gasplaneter som Neptunus. Kepler-uppdraget har visat att sådana mellanliggande planeter är vanliga i galaxen, men eftersom det inte finns några exempel bland våra åtta hemplaneter har astronomerna få idéer om hur de ser ut. Är de steniga superjordar eller gasformiga mini-Neptunusplaneter? ”Vi vet helt enkelt inte. Det är verkligen svårt att säga”, säger Ribas.
För att ta reda på mer om Barnards stjärna b kommer det sannolikt att krävas teleskop som kan upptäcka ljus från själva planeten. Det är svårt att göra eftersom planeten, sett från jorden, är nära stjärnan och översköljs av dess bländning. Några teleskop med koronografer – anordningar för att maskera en stjärnas ljus – har direkt avbildat några stora planeter i breda banor, men något som Barnards stjärna b kommer att kräva den högre upplösningen hos jätteteleskop som kommer under det kommande decenniet, t.ex. Europas 39 meter långa Extremely Large Telescope. Observationer från dessa teleskop kan avslöja planetens rotationshastighet, atmosfärens sammansättning och tjocklek samt om den har moln. ”Det här skulle vara en dröm. Vi skulle lära oss så mycket om den här planeten”, säger Ribas.
Även om Barnards stjärna b är stenig skulle livet ha svårt att slå rot på dess kyliga yta. Även om planeten kretsar kring sin stjärna mycket närmare solen än vad jorden gör, är Barnards stjärna, en röd dvärg, så svag att dess planet bara får 2 procent av den energi som jorden får. Teamet uppskattar att yttemperaturen är -170°C.
Madhusudhan tror att resultatet är ett säkert tecken på att astronomer snart kommer att hitta andra ankomlingar till stjärnornas närområde. ”Jag är villig att gissa att det finns många sådana här i närheten”, säger han. ”Frågan är hur vi upptäcker dem.”
*Korrigering, 15 november, 9:50: Den här artikeln har uppdaterats för att korrigera omloppstiden.