Wodny świat w wieloplanetarnym układzie HD 106315

Wizja artystyczna przedstawiająca tranzyt planetarny. Źródło: ESA/ATG medialab

Zespół astronomów z 11 krajów, kierowany przez badaczy z Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco (IA) precyzyjnie określił masę dwóch małych egzoplanet krążących wokół gwiazdy zmiennej HD 106315.

Owe dwie planety już wcześniej odkrył satelita Kepler wykorzystując do tego metodę tranzytów, dzięki czemu badacze mogli określić średnice obu planet. HD 106315b okrąża swoją wiazdę w 9.5 dnia i ma średnicę 2,44 większy od promienia Ziemi, a planeta HD 106315c okrąża gwiazdę w około 21 dni i charakteryzuje się średnicą 4,35 średnicy Ziemi.

Jednak aby scharakteryzować planety (np. aby określić czy planeta jest gazowa czy skalista lub czy ma atmosferę), badacze  muszą także znać ich masy, mierząc prędkości radialne. Znając masę oraz rozmiary planety badacze są w stanie określić jej gęstość.

Susana Barros (IA oraz Uniwersytet w Porto), pierwsza autorka artykułu tłumaczy jakiego rodzaju problemy dotyczą tej gwiazdy: „Zmienność HD 106315 uważana była za źródło zbyt dużej ilości szumu, aby obserwacje prędkości radialnych miały sens, a tym samym nie potrafiliśmy zmierzyć masy obu planet”.

Wykorzystując dane z dużych programów obserwacyjnych prowadzonych za pomocą spektrografu HARPS (ESO), zespół z IA oszacował masę mniejszej planety – HD 106315b na 12,6 masy Ziemi, a gęstość na 4,7 g/cm3. Większa planeta – HD 106315c posiada masę 15,2 masy Ziemi i gęstość 1,01 g/cm3. Powyższe wartości wskazują, że planeta c posiada gęstą otoczkę wodorowo-helową, natomiast szczegółowe analizy planety b przy wykorzystaniu modeli budowy planet, wskazują, że 50 procent masy stanowi materia skalista, a 9-50 procent to woda, czyli jest to planeta wodna.

Nuno Santos, lider zespołu IA podsumowuje: „Dzięki intensywnej strategii obserwacyjnej i wyrafinowanej metodzie analizy danych opracowanej przez nasz zespół, udało nam się ustalić masy oby planet oraz skład chemiczny planety b”.

Susana Barros zauważa, że „ten konkretny układ planetarny charakteryzuje różnorodność składu chemicznego planet, a dzięki temu, że krążą one wokół jasnej gwiazdy, możliwe będzie badanie ich atmosfer. Za pomocą obecnych instrumentów możemy prowadzić obserwacje planety c, ale do zbadania planety b musimy poczekać na Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), którego start zaplanowano na 2019 rok”. (Aktualnie start przesunięto na maj 2020 roku – przyp. red.)

Badanie atmosfer za pomocą nadchodzących obserwatoriów takich jak JWST czy ELT pomoże naukowcom lepiej poznać skład chemiczny HD 106315b – planety która znajduje się dokładnie pomiędzy planetami skalistymi a gazowymi.

Źródło: Universidade do Porto