Układ planetarny wokół Gwiazdy Kapteyna

Dopiero od kilkunastu lat lepiej poznajemy nasze bezpośrednie „sąsiedztwo” w Drodze Mlecznej. Spośród 55 gwiazd, które znajdują się w odległości do 16,2 roku świetlnego od nas, aż 12 (i kilku towarzyszy wcześniej znanych gwiazd) zostało odkrytych przez astronomów dopiero pod koniec XX i na początku XXI wieku. Jest jednak pewne, że wiele słabszych gwiazd (takich jak brązowe karły) wciąż czeka na odkrycie. Na odkrycie czekają także egzoplanety krążące wokół pobliskich nam gwiazd.

W czerwcu tego roku doniesiono, że wokół jednego z pobliskich czerwonych karłów krążą dwie małe egzoplanety. Ta gwiazda to Gwiazda Kapteyna, odkryta w 1898 roku. Jest to czerwony karzeł typu sdM1. Masa tej gwiazdy to około 0,275 masy Słońca, temperatura fotosfery to około 3600 K, a wiek – około 10-11 miliardów lat. Obecność pierwiastków cięższych od wodoru i helu szacowana jest na około 14 proc. poziomu Słońca. Gwiazda Kapteyna świeci z mocą zaledwie 0,1 proc. naszego Słońca.  Egzoplanety otrzymały oznaczenia Kapteyn b oraz Kapteyn c. Są to dwa obiekty typu „super-Ziemia”: ich minimalne masy to odpowiednio około 5 i około 7 mas naszej planety. Czas obiegu wokół Gwiazdy Kapteyna wynosi 48,6 i 121,5 dnia. Kapteyn b krąży w średniej odległości 0,17 jednostki astronomicznej, a Kapteyn c w średniej odległości 0,31 jednostki astronomicznej od gwiazdy macierzystej.  Kapteyn b wydaje się być aktualnie najstarszą znaną egzoplanetą, która krąży w ekosferze swej gwiazdy. Warto tu jednak zauważyć, że orbita tej planety jest bardzo ekscentryczna, a warunki panujące wokół czerwonych karłów są zwykle niesprzyjające do powstania życia. Także masa tej egzoplanety sugeruje występowanie grubej atmosfery, co może oznaczać większe podobieństwo do gorącej Wenus niż do Ziemi.  Przeszłość układu planetarnego Gwiazdy Kapteyna jest intrygująca. Ruch gwiazdy dookoła Drogi Mlecznej jest przeciwny do ruchu większości gwiazd. Sugeruje to, że Gwiazda Kapteyna powstała poza naszą Galaktyką, a następnie została przez nią wchłonięta. Jest prawdopodobne, że gwiazda ta należała kiedyś do gromady kulistej Omega Centauri, która z kolei kiedyś była galaktyką karłowatą. Jej przechwycenie i wchłonięcie części gwiazd przez Drogę Mleczną sprawiło, że Gwiazda Kapteyna znacznie oddaliła się od Omegi Centauri. Poniższe nagranie prezentuje prawdopodobną historię podróży Gwiazdy Kapteyna przez Drogę Mleczną.

Odkrycie układu planetarnego wokół Gwiazdy Kapteyna zawdzięczamy międzynarodowemu zespołowi astronomów pod przewodnictwem Guillema Anglada-Escudé. Astronomowie połączyli nowe i archiwalne dane uzyskane z kilku programów obserwacyjnych: HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) umieszczonego na La Silla w Chile oraz Telescopio Nationale Galileo w La Palma, HIRES (High RESolution Echelle Spectrometer) umieszczonego na teleskopie Keck oraz PFS umieszczonego na teleskopie Magellan w Las Campanas.  Wraz z ogłoszeniem istnienia dwóch egzoplanet krążących wokół Gwiazdy Kapteyna doszło do publikacji krótkiej opowieści s-f o tym układzie planetarnym. Opowieść nosi nazwę „Sad Kapetyn” – jej autorem jest walijski astronom i pisarz  Alastair Reynolds.To historia o automatycznym próbniku z Ziemi, który po długiej podróży dotarł do tego układu planetarnego i zaczął badania egzoplanet. Opowieść ma zaskakujące zakończenie!