Mała, chłodna i siarkowa egzoplaneta może pomóc w zrozumieniu powstawania planet
Dwutlenek siarki w atmosferze egzoplanety czyni ją głównym celem dla naukowców próbujących zrozumieć, jak powstają planety.
Wizja artystyczna gazowej egzoplanety GJ 3470 b, która posiada siarkę w atmosferze. Źródło: Wydział Astronomii UW–Madison
Zaskakująca żółta mgiełka dwutlenku siarki w atmosferze gazowego „karła” oddalonego o około 96 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego sprawia, że planeta ta jest głównym celem dla naukowców próbujących zrozumieć, jak powstają światy.
Astronomowie odkryli egzoplanetę GJ 3470 b w 2012 roku, gdy jej cień przesunął się po tarczy swojej gwiazdy macierzystej. GJ 3470 b znajduje się w konstelacji Raka i jest około połowę mniejsza od Neptuna, a jej masa jest 10 razy większa od masy Ziemi. W międzyczasie naukowcy gromadzili dane na temat planety za pomocą teleskopów kosmicznych Hubble’a i Spitzera, czego kulminacją były dwie ostatnie obserwacje za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Planety znajdujące się poza naszym Układem Słonecznym – zwane egzoplanetami – takie jak GJ 3470 b są interesującymi obiektami dla badaczy zastanawiających się, jak powstają planety. Pozwala to na dokonanie pomiaru widma światła, odczytu naznaczonego skokami i spadkami charakterystycznymi dla interesujących cząsteczek znajdujących się w jej atmosferze.
Rzecz w tym, że wszyscy patrzą na te planety i często widzą płaskie linie – powiedział profesor astronomii z Uniwersytetu Wisconsin-Madison Thomas Beatty. Ale kiedy spojrzeliśmy na tę planetę, tak naprawdę nie zauważyliśmy płaskiej linii.
Dostrzegli oni dowody na istnienie wody, dwutlenku węgla, metanu i dwutlenku siarki. Wyniki badań zostały opublikowane w Astrophysical Journal Letters.
GJ 3470 b to najlżejsza i najzimniejsza (średnia temperatura zaledwie 325 oC) egzoplaneta zawierająca dwutlenek siarki. Związek ten jest prawdopodobnie oznaką aktywnych reakcji chemicznych w atmosferze planety, powstałych, gdy promieniowanie pobliskiej gwiazdy rozbija składniki siarkowodoru, które następnie szukają nowych partnerów molekularnych.
Nie sądziliśmy, że zobaczymy dwutlenek siatki na tak małych planetach i to ekscytujące zobaczyć tę nową cząsteczkę w miejscu, którego się nie spodziewaliśmy, ponieważ daje nam to nową możliwość na ustalenie, w jaki sposób te planety się uformowały – powiedział Beatty. A małe planety są szczególnie interesujące, ponieważ ich skład naprawdę zależy od tego, jak przebiegał proces formowania się planety.
Astronomowie tacy jak Beatty mają nadzieję, że będą w stanie odkryć przepis na formowanie się planet, patrząc na to, co znajduje się w egzoplanetach.
Odkrycie dwutlenku siarki na planecie tak małej jak GJ 3470 b daje nam jeszcze jedną ważną pozycję na liście składników formowania się planet – powiedział Beatty.
Orbita GJ 3470 b wokół gwiazdy przebiega prawie nad jej biegunami, co oznacza, że krąży ona pod kątem 90 stopni do oczekiwanej ścieżki planet w układzie. Znajduje się również zaskakująco blisko gwiazdy, na tyle blisko, że światło z gwiazdy wydmuchuje duże ilości atmosfery GJ 3470 b w przestrzeń kosmiczną. Planeta prawdopodobnie straciła około 40% swojej masy od momentu powstania.
Bliska, przesunięta orbita jest oznaką, że GJ 3470 b znajdowała się kiedyś w innym układzie, a w pewnym momencie planeta została uwikłana w grawitację innej i została wciągnięta na nową ścieżkę, która ostatecznie osadziła ją w innym sąsiedztwie.
Historia migracji, która doprowadziła do powstania tej polarnej orbity i utraty całej masy – są to rzeczy, których zazwyczaj nie wiemy o innych egzoplanetach, którym się przyglądamy – powiedział Beatty. To ważne kroki w przepisie, który stworzył tę konkretną planetę i może pomóc nam zrozumieć, jak powstają planety takie jak ta.
Dzięki dalszej analizie składników, które pozostały w atmosferze planety i pomoc kolegów, takich jak ci z Wisconsin Center for Origins Research UW-Madison, którzy specjalizują się w dyskach protoplanetarnych i dynamice migracji, GJ 3470 b może pomóc Beatty’emu i innym zrozumieć, w jaki sposób planety takie jak ta stały się tak apetyczne – przynajmniej z perspektywy astronomów.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
