Czy w pobliżu innych gwiazd istnieją światy podobne do Ziemi? To jedno z najważniejszych pytań współczesnej astronomii. Odpowiedź nie jest prosta, bo nawet w przypadku planet wielkości naszej planety dane bywają sprzeczne. Najnowsze obserwacje Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) właśnie rozstrzygnęły jedną z takich zagadek – w przypadku egzoplanety GJ 1132 b niemal na pewno nie ma atmosfery.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Planeta ta krąży zaledwie 41 lat świetlnych od Ziemi wokół czerwonego karła typu M – najmniejszej i najczęściej spotykanej klasy gwiazd w Drodze Mlecznej. Na pierwszy rzut oka przypomina Ziemię: ma skalistą powierzchnię, a jej rozmiary i masa są tylko nieznacznie większe. W rzeczywistości jednak warunki na GJ 1132 b są skrajnie odmienne. Planeta znajduje się zaledwie 0,0153 jednostki astronomicznej od swojej gwiazdy i okrąża ją w ciągu 1,6 dnia. Oznacza to nieustanne bombardowanie intensywnym promieniowaniem, które w dłuższej perspektywie może całkowicie zniszczyć atmosferę.
To właśnie pytanie o granice przetrwania atmosfery wokół takich planet od lat fascynuje badaczy. Czerwone karły często emitują potężne rozbłyski i wysokoenergetyczne promieniowanie, które zdziera gazowe otoczki ze skalistych globów. Aby opisać ten problem, astronomowie wprowadzili pojęcie „kosmicznej linii brzegowej”, czyli granicy między planetami zdolnymi utrzymać atmosferę a tymi, które ją tracą. Określenie położenia GJ 1132 b względem tej linii miało kluczowe znaczenie dla oceny potencjału planet krążących wokół najpowszechniejszych gwiazd w galaktyce do utrzymania na swojej powierzchni życia.
Pierwsze obserwacje JWST nie rozwiały wątpliwości. Dwie początkowe analizy dały sprzeczne wyniki – jedna sugerowała obecność atmosfery bogatej w wodę, a druga wskazywała na jej brak. Najnowsze badanie opiera się jednak na większym zestawie danych obejmującym cztery tranzyty planety. Trzy z nich jednoznacznie dowodzą, że GJ 1132 b to nagi, skalisty świat pozbawiony atmosfery. Jedynie cienka warstwa pary wodnej, odpowiadająca ciśnieniu około jednego milibara, nie została całkowicie wykluczona – choć większość ekspertów uznaje ten scenariusz za skrajnie mało prawdopodobny.
Dlaczego więc pierwsze wyniki sugerowały inaczej? Okazało się, że podczas jednego z tranzytów powierzchnia gwiazdy macierzystej była wyjątkowo aktywna i pokryta chłodnymi plamami. Zafałszowały one dane, sprawiając, że planeta wyglądała tak, jakby posiadała atmosferę. Autorzy pracy proponują, by w przyszłych analizach stosować metodę „pomiń jeden”, czyli systematyczne wykluczanie pojedynczych obserwacji w celu sprawdzenia wiarygodności wyników.
Badanie dostarczyło też cennych informacji o możliwościach teleskopu Webba. Do obserwacji użyto dwóch trybów instrumentu NIRSpec: G395H o wysokiej rozdzielczości, ale węższym zakresie widmowym, oraz G395M o średniej rozdzielczości. Analiza wykazała, że w przypadku pojedynczych tranzytów tryb średni może być bardziej praktyczny, natomiast przy większej liczbie obserwacji ustawienia wysokiej rozdzielczości pozostają niezawodne.
Wnioski z badań są jasne: GJ 1132 b nie ma żadnej znaczącej atmosfery. Tym samym zakończono wieloletnią debatę i jednocześnie potwierdzono, że skaliste planety krążące bardzo blisko czerwonych karłów prawdopodobnie nie są w stanie utrzymać gazowych otoczek. To ważna wskazówka w poszukiwaniach życia pozaziemskiego – choć czerwone karły są najliczniejsze w naszej galaktyce, mogą nie być najlepszym miejscem do szukania światów podobnych do Ziemi.