TESS odkrywa intrygujący świat o rozmiarach pomiędzy Ziemią a Wenus
Korzystając z obserwacji prowadzonych przez satelitę TESS dwa międzynarodowe zespoły astronomów odkryły planetę o rozmiarach pomiędzy Ziemią a Wenus.
Wizja artystyczna Gliese 12 i jej planety Gliese 12b, która jest pokazana z zachowaniem cienkiej atmosfery.
Źródło: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
Planeta znajduje się w odległości zaledwie 40 lat świetlnych od nas. Wiele czynników sprawia, że jest to kandydatka dobrze nadająca się do dalszych badań przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) monitoruje przez około miesiąc duży obszar nieba, śledząc zmiany jasności dziesiątek tysięcy gwiazd. Satelita jest przeznaczony do wykrywania tranzytów – krótkotrwałych, regularnych spadków jasności gwiazdy spowodowanych przez przechodzące przed nią egzoplanety – co jest głównym celem jego misji.
Znaleźliśmy najbliższy, tranzytujący, umiarkowany świat wielkości Ziemi – powiedział Masayuki Kuzuhara, adiunkt projektu w Centrum Astrobiologii w Tokio, który współprowadził jeden zespół badawczy z Akihiko Fukui, adiunktem projektu na Uniwersytecie Tokijskim. Chociaż nie wiemy jeszcze, czy posiada atmosferę, myślimy o niej jako o egzo-Wenus, o podobnych rozmiarach i energii otrzymywanej od swojej gwiazdy, jak nasza planetarna sąsiadka w Układzie Słonecznym.
Gwiazda macierzysta, zwana Gliese 12, to chłodny czerwony karzeł znajdujący się w odległości prawie 40 lat świetlnych w kierunku konstelacji Ryb. Gwiazda ma rozmiary zaledwie 27% wielkości Słońca i temperaturę powierzchniową równą 60% temperatury Słońca. Nowo odkryty świat, nazwany Gliese 12b, okrąża swoją gwiazdę raz na 12,8 dnia i jest nieco mniejszy od Ziemi – porównywalny do Wenus. Zakładając, że nie posiada atmosfery, temperatura powierzchni planety szacowana jest na około 42 oC.
Według astronomów niewielkie rozmiary i masy czerwonych karłów sprawiają, że idealnie nadają się do poszukiwania planet wielkości Ziemi. Mniejsza gwiazda oznacza większy spadek jasności podczas każdego tranzytu, a mniejsza masa oznacza, że orbitująca planeta może powodować większe kołysanie, znane jako „ruch refleksyjny” gwiazdy. Te efekty ułatwiają wykrywanie mniejszych planet.
Niższa jasność czerwonych karłów oznacza również, że ich ekosfery – zakres odległości orbitalnych, w których na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym – znajdują się bliżej nich. Dzięki temu łatwiej jest wykryć planety tranzytujące w strefach zamieszkiwalnych wokół czerwonych karłów niż wokół gwiazd emitujących więcej energii.
Odległość dzieląca Gliese 12 i nową planetę wynosi zaledwie 7% odległości między Ziemią a Słońcem. Planeta otrzymuje od swojej gwiazdy 1,6 razy więcej energii niż Ziemia od Słońca i około 85% tego, czego doświadcza Wenus.
Gliese 12b stanowi jeden z najlepszych celów do zbadania, czy planety wielkości Ziemi krążące wokół chłodnych gwiazd mogą zachować swoje atmosfery, co jest kluczowym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia możliwości zamieszkiwania planet w naszej Galaktyce – powiedział Shishir Dholakia, doktorant w Centrum Astrofizyki na University of Southern Queensland w Australii. Współkierował on innym zespołem badawczym wraz z Larissą Palethorpe, doktorantką na Uniwersytecie w Edynburgu i University College London.
Obydwa zespoły sugerują, że badanie Gliese 12b może pomóc w odkryciu niektórych aspektów ewolucji naszego Układu Słonecznego.
Uważa się, że pierwsze atmosfery Ziemi i Wenus zostały usunięte, a następnie uzupełnione przez odgazowanie wulkaniczne i bombardowania z pozostałości materiału w Układzie Słonecznym – wyjaśniła Palethorpe. Ziemia nadaje się do zamieszkania, ale Wenus nie ze względu na całkowitą utratę wody. Ponieważ Gliese 12b znajduje się pomiędzy Ziemią a Wenus pod względem temperatury, jej atmosfera może nas wiele nauczyć na temat ścieżek zdatności do zamieszkiwania planet podczas ich rozwoju.
Jednym z ważnych czynników wpływających na zachowanie atmosfery jest burzliwość gwiazdy. Czerwone karły są zwykle aktywne magnetycznie, co skutkuje częstymi, silnymi rozbłyskami rentgenowskimi. Jednak analizy przeprowadzone przez oba zespoły wykazały, że Gliese 12 nie wykazuje żadnych oznak ekstremalnego zachowania.
Artykuł zespołu Kuzuhary i Fukui został opublikowany 23 maja 2024 roku w The Astrophysical Journal Letters. Wyniki badań Dholakii i Palethorpe opublikowano tego samego dnia w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Podczas tranzytu światło gwiazdy macierzystej przechodzi przez atmosferę planety. Różne cząsteczki gazu pochłaniają różne kolory, więc tranzyt zapewnia zestaw chemicznych odcisków palców, które mogą być wykryte przez teleskopy takie jak Webb.
Znamy tylko kilka planet o klimacie umiarkowanym podobnym do Ziemi, które są wystarczająco blisko nas i spełniają inne kryteria potrzebne do tego rodzaju badań, zwanych spektroskopią transmisyjną, przy użyciu obecnych urządzeń – powiedział Michael McElwain, astrofizyk w Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt w stanie Maryland i współautor artykułu Kuzuhary i Fukui. Aby lepiej zrozumieć różnorodność atmosfer i wyników ewolucji tych planet, potrzebujemy więcej przykładów takich jak Gliese 12b.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
