ASTRONOMI su prošli tjedan objavili da su otkrili veliki planet sličan Zemlji, koji kruži oko matične zvijezde nalik Suncu i koji bi mogao biti dom izvanzemaljskom životu.

Nazvan HD 20794 d (prema zvijezdi HD 20794, uz koju su ranije otkriveni planeti HD 20794 b i HD 20794 c), ovaj planet ima najmanje 6.5 puta veću masu od Zemljine. To bi ga moglo činiti super-Zemljom, stjenovitim svijetom s rijetkom atmosferom, no također postoji mogućnost da je riječ o planetu sličnom malenom Neptunu s gustim slojevima plinova ili čak globalnim oceanom iznad čvrste jezgre.

Posebno je zanimljiv zbog toga što ima ekstremno izduženu orbitu po kojoj putuje oko 647 dana. Na jednom kraju te orbite nalazi se daleko od svoje zvijezde, na udaljenosti većoj od one na kojoj se Mars nalazi od Sunca, što znači da se hladi, dok se na drugom kraju približava zvijezdi na udaljenost sličnu onoj Venere, gdje vladaju visoke temperature.

Tijekom dijela svoje putanje oko zvijezde planet prolazi kroz područje poznato kao "zona zlatokose", odnosno kroz nastanjivu zonu, što znači da nije toliko blizu zvijezdi da bi na njegovoj površini bilo prevruće, niti toliko daleko da bi bilo prehladno.

To također znači da postoji velika vjerojatnost da bi na tom planetu mogla postojati voda u tekućem stanju, koja je ključni sastojak za razvoj života kakav poznajemo.

No, točan položaj nastanjive zone oko neke zvijezde ovisi i o samoj zvijezdi - njezinoj veličini, masi i sjaju. U slučaju Sunca i Sunčevog sustava, nastanjiva zona obuhvaća Zemlju i Mars.

Egzoplanet koji je nadohvat ruke

HD 20794 d posebno je privlačan za istraživanja zbog blizine Zemlji - udaljen je samo 20 svjetlosnih godina od nas, što bi trebalo olakšati detaljnije proučavanje s pomoću budućih svemirskih teleskopa. Astronomi već sada planiraju dodatna promatranja kako bi bolje razumjeli njegovu atmosferu i klimu te utvrdili je li potencijalno nastanjiv - ili čak nastanjen.

Zvijezda HD 20794 smještena je u zviježđu Eridan, a dovoljno je sjajna da se može vidjeti golim okom sa Zemlje, što je rijetkost među zvijezdama za koje znamo da imaju egzoplanete. Ova sjajnost učinila ju je glavnom metom za lovce na planete, no istraživanja su nailazila na mnoge prepreke. Mnogi planetarni kandidati oko ove zvijezde s vremenom su odbačeni jer su se pokazali kao lažne uzbune.

Otkrivanje planeta kroz astronomske detektivske metode

Znanost o egzoplanetima doživjela je brz i uspješan razvoj od otkrića prvog planeta koji kruži oko zvijezde glavnog niza izvan Sunčevog sustava (Mayor i sur., 1995.). Ovo otkriće postignuto je tehnikom mjerenja radijalne brzine (RV), koja je do danas ostala jednom od najuspješnijih metoda za otkrivanje i karakterizaciju egzoplaneta. Ta prekretnica otvorila je put do potvrđenih otkrića oko 5600 planeta do srpnja 2024., prema NASA-inom arhivu egzoplaneta.

Kako se egzoplaneti otkrivaju s pomoću teturanja zvijezde?

Planeti se teleskopima uglavnom ne mogu vidjeti izravno, no njihova gravitacija djeluje na zvijezdu oko koje kruže tako što uzrokuje sitne oscilacije u njenom kretanju; moglo bi se reći da zvijezda pod utjecajem gravitacije planeta tetura.

Te oscilacije mijenjaju brzinu zvijezde u odnosu na promatrače na Zemlji, što uzrokuje Dopplerov pomak u spektru njene svjetlosti - kada nam se zvijezda približava, svjetlost joj se pomiče prema plavom dijelu spektra, s višim frekvencijama, a kada se udaljava, prema nižem, crvenom, slično kao što zvuk sirene vatrogasnih vozila postaje viši kada nam se ona približavaju, a niža kada se udaljavaju.

Dugotrajan i složen rad

Preciznim mjerenjem ovih promjena astronomi mogu izračunati masu, orbitu i druge karakteristike egzoplaneta koji uzrokuje teturanje zvijezde.

Otkrivanje HD 20794 d bilo je rezultat preciznog mjerenja gibanja zvijezde, u kojem su astronomi tražili male periodične oscilacije. Što je planet manji i što je njegova orbita šira, to je slabiji njegov utjecaj na zvijezdu. HD 20794 d izaziva pomak zvijezde manji od jednog metra u sekundi, a njegov ciklus ponavlja se tek svake dvije godine.

Praćenje tako suptilnih efekata zahtijevalo je iznimno dugotrajan i složen rad, jer je trebalo isključiti mogućnost da su teturanja uzrokovana nekim drugim pojavama poput zvjezdanih aktivnosti ili tehničkih grešaka u instrumentima.

Više od dva desetljeća podataka i nova metoda analize

Najnovija studija, objavljena u časopisu Astronomy & Astrophysics, temelji se na podacima prikupljenim u više od 20 godina praćenja s pomoću dva vrhunska instrumenta na teleskopima Europskog južnog opservatorija (ESO) u Čileu: HARPS (High-Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) i ESPRESSO (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations).

Međutim, ključni iskorak nije bio samo u količini podataka, već u unaprijeđenoj metodi njihove analize. Studija se oslanja na novi algoritam za obradu podataka, nazvan YARARA, koji je osmislio Michaël Cretignier, postdoktorski istraživač na Sveučilištu Oxford. Zahvaljujući ovoj tehnici, ne samo da je potvrđeno postojanje HD 20794 d već je dodatno potvrđeno postojanje njegovih planetarnih suputnika HD 20794 b i HD 20794 c. Istovremeno, analiza je pokazala da je još jedan ranije predloženi planet, otkriven 2011., vjerojatno bio lažna uzbuna.

Planovi za budućnost

Novi nalazi učinili su HD 20794 novim  kandidatom za daljnja istraživanja. Njegova neobična orbita, moguća prisutnost vode i blizina Zemlji čine ga idealnim ciljem za buduće svemirske teleskope koji bi mogli izravno snimiti njegovu atmosferu i otkriti tragove potencijalnog života. Iako je još puno nepoznanica, jedno je sigurno - HD 20794 d pruža uzbudljiv pogled u raznolikost planetarnih sustava i nudi priliku da bolje razumijemo uvjete za nastanak i održivost života izvan Zemlje.