Ross 128b nie jest bliźniaczką Ziemi

Credit: ESO/M. Kornmesser

Ubiegłej jesieni świat podekscytowało odkrycie egzoplanety Ross 128b oddalonej od nas o zaledwie 11 lat świetlnych. Najnowsze badania przeprowadzone przez zespół kierowany przez Diogo Souto z brazylijskiego Observatorio Nacional po raz pierwszy pozwoliły na ustalenie składu chemicznego gwiazdy macierzystej tej planety – Ross 128.

Wiedza o tym jakie pierwiastki i w jakiej ilości tworzą gwiazdę może pomóc badaczom w oszacowaniu składu chemicznego krążących wokół niej planet, co z kolei umożliwia sprawdzenie jak bardzo są one podobne do Ziemi.

„Do niedawna uzyskanie szczegółowego spisu obfitości pierwiastków chemicznych w tego typu gwieździe było niezwykle trudne” mówi główny autor badania Souto, który opracował technikę dokonywania tych pomiarów w ubiegłym roku.

Tak jak Ross 128, około 70 procent wszystkich gwiazd w Drodze Mlecznej to czerwone karły – gwiazdy dużo chłodniejsze i mniejsze od naszego Słońca. W oparciu o wyniki dużych przeglądów wykonywanych w poszukiwaniu egzoplanet, astronomowie szacują, że wiele z tych czerwonych karłów posiada co najmniej jedną egzoplanetę. W ostatnich latach kilka układów planetarnych odkrytych wokół tego typu gwiazd trafiało na pierwsze strony gazet – wśród nich jest także Proxima b, planeta krążąca wokół najbliższej nam gwiazdy (poza Słońcem) czyli Proxima Centauri, oraz siedem planet krążących wokół TRAPPIST-1, gwiazdy niewiele większej od Jowisza.

Wykorzystując spektroskop APOGEE, badacze przeanalizowali widmo gwiazdy w bliskiej podczerwieni w celu określenia obfitości węgla, tlenu, magnezu, glinu, potasu, wapnia, tytanu i żelaza w gwieździe.

„Możliwości badania bliskiej podczerwieni za pomocą APOGEE, czyli tego zakresu, w którym Ross 128 jest najjaśniejszy, były kluczowe w naszych badaniach” mówi Teske. „Dzięki temu mogliśmy zająć się podstawowymi kwestiami dotyczącymi podobieństwa Ross 128b do Ziemi”.

Gdy gwiazdy są młode, są one otoczone przez dysk rotującego gazu i pyłu, z których z czasem powstają planety skaliste. Skład chemiczny gwiazdy może wpłynąć na zawartość dysku, a zatem też na mineralogię i budowę wewnętrzną powstających w nim planet. Dla przykładu ilość magnezu, żelaza i krzemu w planecie będzie kontrolowała stosunek mas jądra i płaszcza planety.

Badacze ustalili, że Ross 128 charakteryzuje się taką samą obfitością żelaza co Słońce. Choć nie udało się zmierzyć obfitości krzemu, stosunek żelaza do magnezu w gwieździe wskazuje, że jądro planety Ross 128b powinno być większe od ziemskiego.

Ponieważ naukowcy znali minimalną masę Ross 128b i obfitości pierwiastków w gwieździe, badacze byli w stanie oszacować zakres promienia planeta, którego nie da się zmierzyć bezpośrednio z uwagi na ułożenie orbity planety wokół gwiazdy względem Ziemi.

Informacje o masie i promieniu planety są istotne do zrozumienia z czego może się ona składać, ponieważ oba te pomiary można wykorzystać do obliczenia gęstości planety. Co więcej, kwantyfikując planety w ten sposób, astronomowie uświadomili sobie, że planety o promieniach większych niż 1,7 promienia Ziemi najprawdopodobniej otoczone są przez gazową otoczkę jak Neptun, a planety o mniejszych promieniach prawdopodobnie są bardziej skaliste, tak jak Ziemia.

Oszacowany promień Ross 128b wskazuje, że powinna to być planeta skalista.

W końcu mierząc temperaturę Ross 128 i szacując promień planety, zespół badaczy był w stanie określić jak dużo promieniowania gwiazdy odbija się od powierzchni Ross 128b, odkrywając, że nasza druga pod względem odległości skalista sąsiadka charakteryzuje się umiarkowanym klimatem.

„To niesamowite czego możemy się dowiedzieć o innej planecie określając co promieniowanie jej gwiazdy macierzystej mówi nam o chemii całego układu planetarnego”  mówi Souto. „Choć Ross 128b nie jest bliźniaczką Ziemi i wciąż wiele nie wiemy o jej potencjalnej aktywności geologicznej, byliśmy w stanie wzmocnić swoje stanowisko mówiące o tym, że jest to łagodna planeta, na której powierzchni może znajdować się woda w stanie ciekłym”.

Źródło: Carnegie Institution for Science