Bezzałogowa podróż do pobliskiego systemu gwiezdnego,  istnienie układu planetarnego, czy wreszcie książka Douglasa Adamsa, Autostopem przez Galaktykę. Te wszystkie hasła wiąże jeden temat - gwiazda Barnarda, od lat budząca ciekawość naukowców, a także autorów powieści science - fiction. 

Swą nazwę zawdzięcza amerykańskiemu astronomowi - Edwardowi Emersenowi Barnardowi, który w 1916 roku obliczył wartość ruchu własnego gwiazdy i odkrył, iż wynosi ona 10,4 sekundy kątowej na rok, co sprawia, że Gwiazda Barnarda jest najszybciej poruszającą się po niebie gwiazdą. 

Położona w Gwiazdozbiorze Wężownika jest prawdopodobnie najczęściej badanym i obserwowanym karłem typu widmowego M. 

Gwiazda Barnarda: opis

Gwiazda Barnarda jest Czerwonym Karłem typu widmowego M4. Gwiazdy te stanowią najliczniejszy typ we Wszechświecie, jednak ze względu na małą jasność, żadna z nich nie jest widoczna z Ziemi gołym okiem. To czwarta pod względem odległości od Układu Słonecznego gwiazda.
Oddalona o około 6 lat świetlnych od Ziemi Gwiazda Barnarda liczy sobie od 7 do 12 miliardów lat i jest jedną z najstarszych znanych gwiazd Wszechświata.

Jej masa to zaledwie 0,15–0,17 masy Słońca, temperatura zaś wynosi 3,134 K. Dla porównania, temperatura Słońca to 5,778 K.

Od czasu powstania Gwiazda Barnarda  utraciła dużą część energii rotacyjnej – jej okresowe zmiany jasności wskazują, że obraca się raz na 130 dni, podczas gdy okres rotacji Słońca to nieco ponad 25 dni.

Ruch własny Gwiazdy Barnarda wynosi 10,4 sekundy kątowej na rok. Oznacza to, iż jej prędkość tangencjalna ( składowa prędkości ciała niebieskiego prostopadła do odcinka łączącego obserwowany obiekt z obserwatorem ) jest równa 90 km/s.

Na tle innych gwiazd przemieszcza się ona o 1/4 stopnia w trakcie życia człowieka, co stanowi w przybliżeniu połowę średnicy Księżyca. 

Obserwacje gwiazdy Barnarda

Ze względu na bliskie położenie równika północnego Gwiazdę Barnarda można obserwować niemal z każdego miejsca na Ziemi ( za wyjątkiem okolic bieguna południowego ). Nie zobaczymy jej jednak gołym okiem ze względu na fakt, iż jej obserwowana wielkość gwiazdowa wynosi zaledwie 1/27 obserwowanej wielkości gwiazdowej najsłabiej widocznych gwiazd. 

Rozbłysk słoneczny na Gwieździe Barnarda

17 lipca 1988 roku przyniósł wydarzenie, które jeszcze wzmogło zainteresowanie badaniami nad Gwiazdą Barnarda. Wówczas to zaobserwowano zmianę poziomu emisji w widmie emisyjnym gwiazdy oznaczający pojawienie się rozbłysku słonecznego. Przez cztery lata naukowcy analizowali to zjawisko, ustalając, iż temperatura rozbłysku wynosiła 8000 K, co stanowi dwukrotność temperatury powierzchniowej gwiazdy.

Rozbłysk nieco zaskoczył naukowców, ponieważ nie spodziewano się tak dużej aktywności w tak długo świecącej gwieździe. Ze względu na swój wiek właśnie, Gwiazda Barnarda długo nie ujawniała obserwatorom swojej aktywności gwiazdowej. Jednak zaobserwowany w 1998 roku rozbłysk sprawił, że została ona zakwalifikowana jako gwiazda rozbłyskowa, czyli gwiazda zmienna, która w sposób gwałtowny i nieprzewidziany zwiększa swoja jasność w ciągu kilku minut lub godzin.

Rozbłyski powoduje silne pole magnetyczne, które rozpoznawane jest na szybko obracających się gwiazdach. Natomiast gwiazdy takie jak Barnarda – istniejące bardzo długo – spowalniają swoją rotację. 

 

Egzoplaneta krążąca wokół Gwiazdy Barnarda

Przez wiele lat naukowcy poszukiwali śladu planet w pobliżu Gwiazdy Barnarda. Już na początku lat sześćdziesiątych XX wieku, amerykański astronom, Peter van de Kamp twierdził, na podstawie zaburzeń w ruchu własnym gwiazdy, iż na jej orbicie  znajduje się  co najmniej jeden gazowy olbrzym - planeta o masie Jowisza lub większej.  Przez ponad dekadę wielu naukowców podzielało jego pogląd. Jednak badania i obserwacje nie potwierdziły go.

Przez lata prowadzono intensywne poszukiwania planet wokół Gwiazdy Barnarda. Badania wykazały, między innymi, że wewnątrz otaczającej ją ekosfery niemożliwe jest występowanie planet, których masa minimalna jest większa niż 7,5 mas Ziemi lub 3,1 masy Neptuna. To znacznie mniej niż dolna granica przewidywań Petera van de Kampa.

Dopiero w 2018 roku w czasopiśmie Nature ogłoszono odkrycie planety krążącej wokół Gwiazdy Barnarda. Oddalona od Ziemi o 6 lat świetlnych skalista planeta typu Super Ziemia ( jej masa wynosi prawie 3 razy tyle co masa Ziemi ). Oddalona od Gwiazdy Barnarda zaledwie o 0,4 dystansu między Ziemią a Słońcem. Planeta obiega swoją macierzystą gwiazdę w ciągu 233 dni, zaś szacowana temperatura panująca na  jej powierzchni wynosi -170  stopni Celsjusza. Tak niskie wartości wynikają z faktu, iż strumień energii promieniowania docierający do planety od Gwiazdy Barnarda wynosi zaledwie 2% strumienia otrzymywanego przez Ziemię od Słońca.

Według astrofizyków z Uniwersytetu Villanova, mimo iż powierzchnia planety jest bardzo zimna, to wciąż potencjalnie może sprzyjać powstawaniu prymitywnego życia, jeżeli w swoim wnętrzu planeta posiada duże, gorące żelazowo-niklowe jądro oraz charakteryzuje się aktywnością geotermalną.

- Geotermalne ogrzewanie może wspierać powstawanie stref życia pod powierzchnią, podobnych do jezior wewnątrz lodowcowych odkrywanych na Antarktydzie – twierdzą astrofizycy z Uniwersytetu Villanova. Zwracają uwagę na fakt, iż temperatura powierzchni na lodowym księżycu Jowisza, Europie, jest podobna do temperatury na Barnard b, ale z uwagi na ogrzewanie pływowe, prawdopodobnie Europa pod swoją lodową powierzchnią posiada ciekły ocean.

Planeta Barnard b znajduje się zbyt daleko, aby można było zobaczyć ją przez jakikolwiek teleskop. Została odkryta na podstawie zmian w ruchu orbitalnym gwiazdy. Oddalanie się i przybliżanie jest dowodem istnienia nieopodal jakiegoś obiektu. Zaś wnikliwe badania wahnięć gwiazdy umożliwiają określenie masy obiektu i okres jego orbitalnego obiegu.

Naukowcy mają nadzieję, iż mające się pojawić bardzo duże teleskopy będą w stanie bezpośrednio sfotografować planetę, co pozwoli ludziom na lepsze poznanie  natury jej atmosfery, powierzchni i potencjalnych warunków do życia.

Barnard b to druga najbliższa Ziemi odkryta egzoplaneta. Bliżej znajduje się jedynie potrójny układ Alfa Centauri, gdzie w 2016 roku odkryto egzoplanetę Proxima Centauri b.

Gwiazda Barnarda: ciekawostki

  • Ze względu na to, iż podejrzewano, iż wokół niej istnieją planety, Gwiazda Barnarda była celem realizowanego w latach 1973 – 1978 Projektu Dedal, który przewidywał, że bezzałogowa błyskawiczna podróż do innych systemów słonecznych jest możliwa już z użyciem ówczesnych technologii lub wynalezionych w bliskiej przyszłości.
  • Zakładano, iż rakiety o napędzie nuklearnym przez 4 lata przyspieszając, mogłyby uzyskać prędkość 12 % prędkości światła w próżni i podróż do Gwiazdy Barnarda trwałaby zaledwie 50 lat.
  • Statek kosmiczny zbudowany na orbicie Ziemi miał się nazywać Dedal. Nie przewidywano jego lądowania. Dedal miał jednak wystrzelić w kierunku gwiazdy kilkanaście sond badawczych.
  • Koszt projektu był, nomen omen, astronomiczny i wynosił 100 bilionów dolarów. Bez wątpienia jest to największy zakładany koszt misji kosmicznej w historii. 
  • Gwiazda Barnarda rozpalała wyobraźnię nie tylko naukowców . Od wielu lat występuje w książkach czy filmach fantastyczno - naukowych, a wyobrażenie wyglądu jej potencjalnych planet pojawia się na obrazach i grafikach.
  • W kultowej już powieści Douglasa Adamsa Autostopem przez Galaktykę, gwiazda jest przystankiem w galaktycznych podróżach.
  • Także w polskiej literaturze pojawia się jej wątek. “Gwiazda Barnarda” to fantastyczno - naukowa powieść Edmunda Niziurskiego z 1989 roku. Książka opisuje historię licealisty Romka, który próbuje storpedować plany inwazji na  Ziemię straszliwych jaszczurów zamieszkujących układ planetarny wokół Gwiazdy Barnarda właśnie. 
  • Gwiazda Barnarda zbliża się do Słońca tak szybko, że już około 11 700 roku n. e stanie się najbliższą mu gwiazdą, osiągając minimalną odległość 3,8 roku świetlnego.