Astronomowie znajdują świat wielkości Ziemi potencjalnie pokryty wulkanami.
Pokazana tutaj LP 791-18 d to świat wielkości Ziemi oddalony o około 90 lat świetlnych. Siła grawitacyjna bardziej masywnej planety w układzie, pokazana jako niebieski dysk w tle, może spowodować wewnętrzne ogrzewanie i erupcje wulkanów – tak duże jak na księżycu Jowisza Io, najbardziej aktywnego geologicznie ciała w Układzie Słonecznym. Astronomowie odkryli i zbadali planetę, korzystając z danych pochodzących z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Spitzera i satelity Transiting Exoplanet Survey, a także z wielu innych obserwatoriów.
W ramach międzynarodowych badań przeprowadzonych z udziałem Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) odkryto egzoplanetę wielkości Ziemi, na której mogą znajdować się wulkany. Na planecie, zwanej LP 791-18 d, wybuchy wulkanów mogą występować równie często, jak na księżycu Jowisza Io, najbardziej aktywnego wulkanicznie ciała w naszym Układzie Słonecznym. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie naukowym Nature.
LP 791-18 d krąży wokół małego chłodnego czerwonego karła M6 oddalonego o około 90 lat świetlnych, w południowym gwiazdozbiorze Krateru. Zespół szacuje, że jest tylko nieco większa i masywniejsza od Ziemi. Ma średnicę 1,03 ± 0,04 średnicy Ziemi. Astronomowie znali już dwa inne światy w tym układzie, zwane LP 791-18 b i c. Wewnętrzna planeta b jest około 20% większa od Ziemi. Zewnętrzna planeta c jest około 2,5 razy większa od Ziemi i prawie dziewięciokrotnie masywniejsza.
Podczas każdego orbitowania planety d i c przechodzą bardzo blisko siebie. Każde bliskie przejście przez masywniejszą planetę c powoduje przyciąganie grawitacyjne planety d, nadając jej orbitę nieco eliptyczną. Na tej eliptycznej ścieżce planeta d ulega lekkiej deformacji za każdym razem, gdy okrąża gwiazdę.
„Te deformacje mogą wytworzyć wystarczające tarcie wewnętrzne, aby znacznie ogrzać wnętrze planety i wywołać aktywność wulkaniczną na jej powierzchni. Jowisz i niektóre jego księżyce wpływają na Io w podobny sposób” – mówi Merrin Peterson, absolwentka Uniwersytetu w Montrealu (UdeM ), który kierowaał badaniem. Jowisz i niektóre jego księżyce wpływają na Io w podobny sposób.
Planeta d znajduje się na wewnętrznej krawędzi ekosfery – tradycyjnego zakresu odległości od gwiazdy, w przypadku którego naukowcy stawiają hipotezę, że na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym. Jeśli planeta jest tak aktywna geologicznie, jak podejrzewa zespół badawczy, mogłaby utrzymać atmosferę. Temperatury po nocnej stronie planety mogą spaść na tyle, że na powierzchni zacznie się skroplić woda.
„LP 791-18 d jest zablokowana pływowo, co oznacza, że ta sama strona jest stale zwrócona w stronę swojej gwiazdy” – wyjaśnia Björn Benneke, badacz z UdeM, który współkierował badaniami. „Strona dzienna byłaby prawdopodobnie zbyt gorąca, aby na powierzchni mogła istnieć woda w stanie ciekłym. Jednak intensywność aktywności wulkanicznej, jaką podejrzewamy na całej planecie, może utrzymać atmosferę, która może pozwolić na kondensację wody po nocnej stronie.”
„To badanie jest bardzo odkrywcze, ponieważ jednym z najważniejszych pytań astrobiologii, dziedziny szeroko badającej pochodzenie życia na Ziemi i poza nią, jest to, czy aktywność tektoniczna lub wulkaniczna jest niezbędna do życia” – mówi Felipe Murgas, badacz z IAC i współautor artykułu: „Oprócz potencjalnego wytworzenia atmosfery, w procesach tych mogą powstawać materiały, które w przeciwnym razie opadłyby i zostały uwięzione w skorupie ziemskiej, w tym te, które naszym zdaniem są ważne dla życia, takie jak węgiel” – dodaje Enric Pallé, badacz z IAC, który również brał udział w badaniu.
Naukowcy odkryli i zbadali planetę, korzystając z danych pochodzących z należącego do NASA satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) i wycofanego z użytku Kosmicznego Teleskopu Spitzera, a także zestawu obserwatoriów naziemnych, w tym obserwacji za pomocą MuSCAT2 zainstalowanego na Teleskopie Carlosa Sancheza w Obserwatorium na Teide ( Teneryfa, Hiszpania). Obserwacje układu wykonane przez Spitzera były jednymi z ostatnich zebranych przez satelitę przed jego wycofaniem ze służby w styczniu 2020 r. Planeta c została już zatwierdzona do obserwacji na niedawno wystrzelonym Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, a zespół spodziewa się, że planeta d będzie wyjątkową kandydatką do objęcia tej funkcji badania atmosfery prowadzone przez misję.
W badaniu wzięli także udział badacze z IAC Hannu Parviainen i Kiyoe Kawauchi (obecnie pracujący na Uniwersytecie Tokijskim).
Article: Merrin Peterson; Björn Benneke et al. “A temperate Earth-sized planet with tidal heating transiting an M6 star”. Umiarkowana planeta wielkości Ziemi z ogrzewaniem pływowym przechodząca przez chłodnego karła M6”.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05934-8