Naukowcy dostrzegli pierwszą atmosferę stosunkowo małej super-Ziemi

Astronomowie odkryli atmosferę otaczającą super-Ziemię GJ 1132b. To niesamowite osiągnięcie jakim jest pierwsza detekcja atmosfery mało-masywnej super-Ziemi. Jak na razie jest to najbardziej zbliżona do Ziemi planeta wokół której odkryto atmosferę, dlatego jest to znaczący krok na drodze do odkrycia życia na egzoplanecie. Zespół, w skład którego wchodzą badacze z Instytu Maxa Plancka wykorzystał 2.2-metrowy teleskop ESO/MPG w Chile do wykonania zdjęć gwiazdy macierzystej GJ 1132 i pomiaru spadku jasności związanego z przejściem na jej tle tarczy planety i otaczającej ją atmosfery.

Choć nie jest to odkrycie życia na innej planecie, to jest to istotny krok we właściwym kierunku: odkrycie atmosfery otaczającej super-Ziemię GJ 1132b to pierwszy przypadek odkrycia atmosfery na planecie o masie i promieniu zbliżonych do Ziemi (1,6 masy Ziemi, 1,4 promienia Ziemi).

Aktualna strategia poszukiwania życia na innych planetach opiera się na próbach badania składu chemicznego atmosfer planetarnych i poszukiwaniu chemicznych zaburzeń, których wytłumaczenie wymagałoby obecności w atmosferze żywych organizmów. W przypadku Ziemi tego typu wskazówką jest obecność dużej ilości tlenu.

jak na razie jesteśmy daleko od takiej detekcji.Do momentu badań opisanych w tym artykule nieliczne obserwacje promieniowania  przechodzącego przez atmosfery egzoplanet dotyczyły planet znacznie masywniejszych od Ziemi: gazowych olbrzymów – kuzynów Jowisza  oraz dużych super-Ziem o masie wyższej niż 8 mas Ziemi. Wraz z tymi obserwacjami wykonaliśmy pierwsze kroki w stronę analizy atmosfeer mniejszych, mało-masywnych planet znacznie bardziej przypominających Ziemię.

Opisywana tu planeta – GJ 1132b krąży wokół czerwonego karła GJ 1132 znajdującego się w południowym gwiazdozbiorze Żagla w odległości około 39 lat świetlnych. Niedawno układ ten badany był także przez zespół kierowany przez Johna Southwortha z Keele University w Wielkiej Brytanii. Projekt przygotował i koordynował Luigi Mancini, były pracownik Instytutu Maxa Plancka (MPIA) i obecny pracownik University of Rome Tor Vergata.

Badacze wykorzystali kamerę GROND zainstalowaną na 2,2-metrowym teleskopie ESO/MPG w Chile do przeprowadzenia obserwacji planety jednocześnie w siedmiu różnych zakresach promieniowania. GJ 1132b tranzytuje na tle swojej gwiazdy  co 1,6 dnia blokując wtedy część promieniowania emitowanego przez GJ 1132.

Rozmiary gwiazd takich jak GJ 1132 są dobrze znane dzięki modelom gwiazd. Z głębokości spadku jasności gwiazdy podczas tranzytu astronomowie są w stanie wydedukować rozmiary planety – w tym przypadku to ok. 1,4 rozmiarów Ziemi. Co kluczowe, nowe obserwacje pozwoliły stwierdzić, że planeta wydaje się większa w jednym z pasm promieniowania. Takie odchylenie wskazuje na obecność atmosfery, która jest nieprzezroczysta w tym konkretnym zakresie promieniowania podczerwonego (przez co planeta wydaje się większa), a przezroczysta w pozostałych. Następnie naukowcy z University of Cambridge oraz MPIA wykonali różne możliwe wersje atmosfery. Według przeanalizowanych modeli, atmosfera bogata w wodę i metan doskonale tłumaczy obserwacje.

Odkrycie to ma jednak kilka ograniczeń charakterystycznych do poszukiwania egzoplanet: choć planeta jest nieco większa od Ziemi i jej masa to 1,6 masy Ziemi, obserwacje jak na razie nie pozwoliły zebrać wystarczającej ilości danych potrzebnych do określenia w jakim stopniu GJ 1132b przypomina Ziemię. Możliwe na przykład, że jest to „wodny świat” z atmosferą pary wodnej.

Obecność atmosfery wokół tej planety to powód do ostrożnego optymizmu. Karły typu M to jeden z najpowszechniejszych typów gwiazd, wykazujący wyjątkowo wysoką aktywność: w niektórych przypadkach taka aktywność jest w stanie wywiać atmosferę z pobliskich planet. GJ 1132b to pierwszy optymistyczny wyjątek wskazujący na to, że atmosferze udało się przetrwać miliard lat. Zważając na ogromną liczbę karłów M, takie atmosfery mogą oznaczać, że warunki do powstawania życia powszechnie występują w przestrzeni kosmicznej.

Tak czy inaczej najnowsze obserwacje sprawiają, że GJ 1132b będzie istotnym celem dalszych badań za pomocą instrumentów takich jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a, Bardzo Duży Teleskop (VLT) oraz Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który zostanie wyniesiony w przestrzeń kosmiczną w 2018 roku.

Źródło: Max Planck Society

Artykuł naukowy:

Komentarze

comments