W 2015 roku astronomowie odkryli intrygującą planetę pozasłoneczną zlokalizowaną w układzie gwiezdnym około 39 lat świetlnych od Ziemi. Pomimo tego, że orbituje bardzo blisko swojej gwiazdy macierzystej, ta „podobna do Wenus” planeta - znana jako GJ 1138b - wydawała się być na tyle fajna, by mieć atmosferę. Krótko mówiąc, rozpoczęła się debata na temat tego, jaką atmosferę może mieć, czy to „sucha Wenus”, czy „mokra Wenus”.
A teraz, dzięki wysiłkom międzynarodowego zespołu naukowców, istnienie atmosfery zostało potwierdzone wokół GJ 1138b. Oprócz rozstrzygnięcia debaty na temat natury tej planety, po raz pierwszy wykryto także atmosferę wokół niskiej masy super-Ziemi. Ponadto GJ 1138b jest obecnie najdalszą ziemską planetą, o której wiadomo, że ma atmosferę.
Zespół badawczy, kierowany przez Johna Southwortha (z Uniwersytetu Keele) i Luigi Mancini (z Uniwersytetu Rzymskiego Tor Vergata), składał się z członków Instytutu Astronomii Maxa Plancka (MPIA), Narodowego Instytutu Astrofizyki (INAF), Uniwersytetu Uniwersytet Cambridge i Sztokholm. Ich badanie, zatytułowane „Wykrywanie atmosfery egzoplanety masy ziemskiej 1.6 GJ 1132b”, pojawiło się niedawno w The Astrophysical Journal.
Korzystając z kamery GROND w teleskopie ESO / MPG o długości 2,2 m obserwatorium La Silla, zespół monitorował GJ 1132b przy różnych długościach fali podczas tranzytu przed swoją gwiazdą macierzystą. Biorąc pod uwagę okres obiegu orbity planety (1,6 dnia), te tranzyty zdarzają się dość często, co dawało wiele okazji, by zobaczyć, jak przelatuje przed swoją gwiazdą. W ten sposób monitorowali gwiazdę pod kątem niewielkiego spadku jej jasności.
Jak dr Southworth wyjaśnił Wszechświatowi przez e-mail, obserwacje te potwierdziły istnienie atmosfery:
„Mieliśmy zmierzyć stopień przyciemnienia przy 7 różnych długościach fal w świetle optycznym i bliskiej podczerwieni. Na jednej z tych fal (IR) planeta wydawała się nieco większa. Wskazuje to, że wokół planety znajduje się duża atmosfera, która przepuszcza większość światła gwiazd, ale jest nieprzezroczysta przy jednej długości fali. ”
Członkowie zespołu z Uniwersytetu Cambridge i MPIA przeprowadzili następnie symulacje, aby zobaczyć, jaki może być skład tej atmosfery. Ostatecznie doszli do wniosku, że najprawdopodobniej ma gęstą atmosferę bogatą w wodę i / lub metan - co zaprzecza ostatnim teoriom, że planeta ma cienką i wątłą atmosferę (tj. „Suchą Wenus”).
Po raz pierwszy potwierdzono atmosferę wokół planety, która nie ma znacznie większych rozmiarów i masy od Ziemi. W przeszłości astronomowie wykryli atmosfery wokół wielu innych egzoplanet. Ale w tych przypadkach planety były albo gazowymi gigantami, albo planetami, które były wielokrotnie większe od Ziemi i masy (inaczej „Super-Ziemie”). GJ 1132b jest jednak 1,6 razy masywniejszy niż Ziemia i mierzy 1,4 promienia Ziemi.
Ponadto odkrycia te są znaczącym krokiem w poszukiwaniu życia poza naszym Układem Słonecznym. Obecnie astronomowie starają się ustalić skład chemiczny atmosfery planety, aby ustalić, czy może ona nadawać się do zamieszkania. Tam, gdzie istnieje właściwa kombinacja nierównowagi chemicznej, obecność organizmów żywych jest postrzegana jako możliwa przyczyna.
Dzięki możliwości ustalenia, że planeta na niższym krańcu skali nad ziemią ma atmosferę, jesteśmy o krok bliżej do określenia możliwości zamieszkania na planecie pozasłonecznej. Wykrywanie planety niosącej atmosferę wokół gwiazdy typu M (czerwony karzeł) jest również dobrą wiadomością samą w sobie. Nisko masowe czerwone karły są najczęstszą gwiazdą w galaktyce, a ostatnie odkrycia wskazują, że mogą być naszym najlepszym strzałem w poszukiwaniu światów mieszkalnych.
Poza wykryciem w ostatnich latach kilku planet ziemskich wokół gwiazd czerwonego karła - w tym siedmiu wokół jednej gwiazdy (TRAPPIST-1) - istnieją również badania sugerujące, że gwiazdy te są w stanie pomieścić dużą liczbę planet. Jednocześnie pojawiły się obawy, czy czerwone karły są zbyt zmienne i niestabilne, aby wspierać światy mieszkalne.
Jak wyjaśnił Southworth, wykrycie atmosfery wokół planety, która ściśle krąży wokół czerwonego karła, może pomóc w usprawnieniu warunków życia czerwonego karła:
„Jednym z dużych problemów było to, że gwiazdy o bardzo niskiej masie zwykle mają silne pola magnetyczne, a tym samym emitują dużo promieni rentgenowskich i ultrafioletowych. Te wysokoenergetyczne fotony mają tendencję do niszczenia cząsteczek w atmosferze, a także mogą je całkowicie odparować. Fakt, że wykryliśmy atmosferę wokół GJ 1132b, oznacza, że tego rodzaju planeta jest w stanie utrzymać atmosferę przez miliardy lat, nawet będąc bombardowanym przez wysokoenergetyczne fotony z ich gwiazd macierzystych.
Oczekuje się, że w przyszłości GJ 1132b będzie celem o wysokim priorytecie do badań za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile oraz teleskopów nowej generacji, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (zaplanowany do uruchomienia w 2018 r.). Już teraz poczyniono obserwacje, a wyniki są niecierpliwie oczekiwane.
Jestem pewien, że nie jestem jedyny, który chciałby usłyszeć, co odkrywają astronomowie, gdy skupiają się na pobliskim układzie gwiezdnym i jest to świat podobny do Wenus! Tymczasem koniecznie obejrzyj ten film o GJ 1132b, dzięki uprzejmości MIT:
