Nowe planety pozasłoneczne - 2024 rok

[Slavin]

Astronomowie właśnie odkryli nową potwierdzoną egzoplanetę rozmiarów Ziemi. Jedna jej półkula jest… miękka.



W układzie planetarnym złożonym z dwóch znanych już wcześniej potwierdzonych planet astronomowie zaobserwowali coś nowego. W toku ich obserwacji pojawił się niewielki dodatkowy obiekt okresowo/regularnie przechodzący na tle tarczy swojej gwiazdy centralnej wielkości naszego Słońca. Okazało się że była to inna dodatkowa planeta, wyjątkowo gorąca i wielkości naszej Ziemi.

Nowa potwierdzona egzoplaneta skatalogowana zastała pod numerem katalogowym HD 63433 d jest ona stale zablokowana pływowo, co oznacza, że stale zwrócona jest ona do swojej macierzystej gwiazdy cały czas tą samą stroną. Druga jej półkula jest natomiast stale pogrążona w wiecznej lodowatej ciemności. Jak sama nazwa wskazuje, jest to egzoplaneta stale krążąca wokół gwiazdy HD 63433 (TOI 1726). Według odkrywców jest to najmniejsza potwierdzona egzoplaneta mająca mniej niż 500 milionów lat i zarazem jest to najbliższa nam tak młoda (około 400 mln lat) planeta wielkości Ziemi.

Zespół astronomów detalicznie przeanalizował ten układ, korzystając z danych z należącego do NASA satelity TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), który wykrywa powtarzalne/regularne „tranzyty”, czyli momenty przejścia planet na tle tarcz ich gwiazd macierzystych. W tym układzie planetarnym odkryto wcześniej już dwie potwierdzone planety, więc żeby zobaczyć, co jeszcze może czaić się na orbicie gwiazdy, zespół zebrał dane i usunął sygnały pochodzące z obu wcześniej znanych planet. Dzięki temu udało się zobaczyć dodatkowy sygnał - mały dodatkowy tranzyt, który okresowo/regularnie pojawiał się co 4,2 dnia. Po dokładniejszym zbadaniu udało się potwierdzić, że w rzeczywistości była to trzecia, mniejsza planeta.

Planeta stale zblokowana pływowo ma rozmiar bardzo zbliżony do Ziemi (ok. 1,1 średnicy naszej planety) i krąży wokół gwiazdy podobnej do wielkości naszego Słońca (gwiazda ta ma około 0,91 rozmiaru i 0,99 masy Słońca).

Gwiazda centralna tego układu jest gwiazdą typu G, tego samego typu co nasze Słońce. Jednak HD 63433 d krąży znacznie bliżej swojej gwiazdy niż my, a tym samym charakteryzuje się niezwykle wysokimi temperaturami po dziennej stronie.

Chociaż ta nowo odkryta planeta i jej gwiazda mają rozmiary niemal wielkości naszej planety i Słońca, HD 63433 d różni się znacznie od Ziemi.

Po pierwsze, jest to bardzo młoda planeta w bardzo młodym układzie. Sam układ planetarny jest około 10 razy młodszy od naszego, a ta planeta licząca 400 milionów lat jest zaledwie niemowlęciem w porównaniu z Ziemią liczącą 4,5 miliarda lat.

HD 63433 d jest także znacznie bliżej swojej gwiazdy niż my naszej. Planeta ta znajduje się osiem razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury od Słońca. W efekcie jej dzienna strona tej stale zablokowanej pływowo planety może osiągnąć temperaturę około 1257°C. Ponieważ jest ona tak gorąca, tak blisko swojej gwiazdy i jednocześnie jest ona tak mała, tej planecie prawdopodobnie brakuje znaczącej atmosfery.

Ekstremalnie wysokie temperatury są porównywalne ze światami lawowymi takimi jak CoRoT-7 b i potwierdzony Kepler-10 b. Odkrywcy HD 63433 d uważają, że dzienna strona tej planety może być w całości pokryta stopioną lawą.

Niewielkie rozmiary tej planety, jej młody wiek i jej bliskość do swojej gwiazdy czynią ją interesującym kandydatem do dalszych dodatkowych badań. Jej dalsze dodatkowe badania mogą potwierdzić wyniki tego badania i potencjalnie ujawnić więcej informacji na temat „ciemnej strony” tej planety i stanu jej (potencjalnej) atmosfery.

Odkrycie opisano w artykule naukowym opublikowanym w periodyku The Astronomical Journal.

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad1039

[Slavin]

Astronomowie właśnie odkrywają nową planetę wielkości Ziemi, która posiada “półkulę stopionej lawy”.

Na ilustracji: Podobnie jak potwierdzony Kepler-10b, pokazana powyżej, egzoplaneta HD 63433 d jest małą, skalistą planetą stale krążącą po ciasnej orbicie wokół swojej macierzystej gwiazdy centralnej, HD 63433. Źródło: NASA/Ames/JPL-Caltech/T. Pyle


W układzie z dwiema znanymi planetami astronomowie zauważyli coś nowego: stosunkowo mały obiekt regularnie tranzytujący przed gwiazdą wielkości naszego Słońca. Okazało się, że jest to kolejna planeta: bardzo gorąca i wielkości Ziemi.

Nowo odkryta egzoplaneta, znana jako HD 63433 d, jest stale zablokowana pływowo, co oznacza, że ma jedną stronę dzienną zawsze stale zwróconą w kierunku swojej gwiazdy oraz drugą stronę wiecznie ciemną. Planeta ta krąży wokół gwiazdy HD 63433 (TOI 1726) w układzie planetarnym HD 63433. Jest to najmniejsza potwierdzona egzoplaneta mająca mniej niż 500 milionów lat. Co więcej, jest to również najbliższa odkryta planeta wielkości Ziemi w tak młodym wieku, szacowanym na około 400 milionów lat.

Zespół astronomów przeanalizował ten układ, wykorzystując dane z satelity TESS, który wykrywa tranzyty, czyli przypadki, w których planety przechodzą przed tarczą swojej gwiazdy względem obserwatora, blokując niewielki fragment światła gwiazdy. W tym układzie planetarnym zostały odkryte wcześniej już dwie planety, więc aby zobaczyć, co jeszcze może czaić się na orbicie gwiazdy, zespół pobrał dane i usunął sygnały dwóch znanych planet. Dzięki temu udało im się dostrzec dodatkowy sygnał – niewielki tranzyt, który powtarzał się co 4,2 dnia. Po dalszych badaniach potwierdzili, że była to w rzeczywistości trzecia, mniejsza planeta.

Zablokowana pływowo planeta jest bardzo zbliżona wielkością do Ziemi i stale krąży wokół swojej macierzystej gwiazdy o wielkości zbliżonej do naszego Słońca.

Gwiazda w tym układzie jest gwiazdą typu G, taką samą jak nasze Słońce. Jednak HD 63433 d stale krąży znacznie bliżej swojej macierzystej gwiazdy niż my, z okresem obiegu wynoszącym zaledwie 4,2 ziemskiego dnia i ekstremalnie wysokimi temperaturami po jej stronie dziennej.

Podczas gdy ta nowo odkryta planeta i jej gwiazda są mniej więcej wielkości naszej planety i Słońca, HD 63433 d jest zupełnie inna do naszego rodzimego świata.

Po pierwsze, jest to bardzo młoda planeta w bardzo młodym układzie. Sam układ planetarny jest około 10 razy młodszy od naszego, a planeta mająca zaledwie 400 milionów lat jest w powijakach w porównaniu z naszym światem liczącym 4,5 miliarda lat.

Znajduje się również znacznie bliżej swojej gwiazdy macierzystej niż my Słońca. Planeta znajduje się 8 razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury od Słońca. Ze względu na tak bliskie położenie względem swojej gwiazdy, strona dzienna tej pływowo zablokowanej planety może osiągać temperaturę około 1257 stopni Celsjusza. Z uwagi na ekstremalne warunki, tak dużą bliskość gwiazdy oraz niewielkie rozmiary, planeta prawdopodobnie nie posiada znaczącej atmosfery.

Te wysokie temperatury są porównywalne z innymi stopionymi światami lawy, takimi jak CoRoT-7b i Kepler-10b, a zespół odpowiedzialny za to nowe odkrycie uważa, że strona dzienna nowej planety może być „półkulą stopionej lawy”.

Niewielki rozmiar planety, jej młody wiek i bliskość do swojej gwiazdy sprawiają, że jest ona interesującym kandydatem do dalszych dodatkowych badań. Dodatkowe badania mogą potwierdzić wyniki tego odkrycia i potencjalnie ujawnić więcej informacji na temat „ciemnej strony” planety oraz jej ewentualnej atmosfery. Jak zauważono w tym badaniu, młode planety podobne do Ziemi stanowią istotne laboratoria, które kwestionują wcześniej dominujące teorie dotyczące powstawania i ewolucji planet.

https://science.nasa.gov/universe/exoplanets/discovery-alert-earth-sized-planet-has-a-lava-hemisphere

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad1039

[Slavin]

Astronomowie właśnie znajdują nowy potwierdzony świat wielkości Ziemi który jest obecnie potencjalnie pokryty potencjalnymi aktywnymi wulkanami.



Pokazana tutaj LP 791-18 d to jest świat wielkości Ziemi oddalony o około 90 lat świetlnych. Siła grawitacyjna bardziej masywnej planety w tym układzie, pokazana jest 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 typu M6 oddalonego o około 90 lat świetlnych, w południowym gwiazdozbiorze Krateru. Zespół szacuje, że jest ona tylko nieco większa i masywniejsza od Ziemi.
Ma ona szacowaną średnicę 1,03 ± 0,04  średnicy Ziemi. Astronomowie znali już dwa inne potwierdzone 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, żeby znacznie ogrzać wnętrze tej planety i wywołać aktywność wulkaniczną na jej rozgrzanej powierzchni. Jowisz i niektóre jego galileuszowe księżyce wpływają na Io w podobny sposób” - mówi Merrin Peterson, absolwentka Uniwersytetu w Montrealu (UdeM ), który kierował 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 ta planeta jest tak aktywna geologicznie, jak podejrzewa zespół badawczy, mogłaby mimo wszystko utrzymać atmosferę. Temperatury po nocnej stronie tej planety mogą spaść na tyle, że na jej powierzchni zacznie się skroplić woda.

„LP 791-18 d jest stale 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 jej 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 tego 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 tym 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 roku Planeta c została już zatwierdzona do obserwacji na niedawno wystrzelonym podczerwonym Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, a zespół spodziewa się, że planeta d będzie wyjątkową kandydatką do objęcia tej funkcji badania atmosfery prowadzone przez tą 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

[Slavin]

Odkrycie nowej potwierdzonej superziemi w strefie złotowłosej.

Na ilustracji: Ilustracja pokazuje, w jaki sposób planeta TOI-175 b nowa potwierdzona superziemia w ekosferze wokół swojej gwiazdy, może wyglądać dla jej pobliskiego obserwatora. Źródło: NASA/JPL-Caltech


Odkryto nową superziemię w ekosferze czerwonego karła oddalonego o zaledwie 137 lat świetlnych od nas. W tym układzie może się znajdować druga planeta wielkości Ziemi.

Większa planeta, o nazwie TOI-715 b, ma około półtora razy większy rozmiar niż Ziemia i krąży w „konserwatywnej” ekosferze wokół swojej gwiazdy macierzystej. Ekosfera to pas wokół gwiazdy, w którym panują odpowiednie warunki do istnienia wody w stanie ciekłym na powierzchni planety. Aby jednak woda mogła wystąpić na powierzchni, konieczne jest zaistnienie kilku innych czynników, w tym odpowiedniej atmosfery. Pomimo tego, że konserwatywna strefa złotowłosej stawia TOI-715 b w korzystnej pozycji, przynajmniej według dotychczasowych przybliżonych pomiarów, istnieje możliwość, że mniejsza planeta mogłaby być tylko nieznacznie większa od Ziemi i znajdować się wewnątrz konserwatywnej ekosfery.

Astronomowie otwierają zupełnie nowy rozdział w badaniu egzoplanet - planet poza naszym Układem Słonecznym. Najnowocześniejsze instrumenty kosmiczne, w tym te zainstalowane na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, zostały zaprojektowane nie tylko do wykrywania tych odległych światów, lecz także do odkrywania ich właściwości. Badania te obejmują analizę chemicznego składu atmosfer egzoplanet, co może dostarczyć istotnych wskazówek na temat potencjalnej obecności endemicznego życia.

Ostatnio odkryta superziemia TOI-715 b może pojawić się w idealnym momencie. Gwiazdą macierzystą tej planety jest czerwony karzeł, mniejszy i chłodniejszy od naszego Słońca. Wiadomo, że wiele takich gwiazd posiada małe, skaliste światy, co czyni je obecnie najlepszym miejscem do poszukiwania planet nadających się do zamieszkania. Planety te krążą po znacznie bliższych orbitach niż planety wokół gwiazd podobnych do Słońca, ale ze względu na mniejsze rozmiary i niższą temperaturę czerwonych karłów, planety mogą znajdować się bliżej i wciąż pozostawać w ekosferze gwiazdy. Krótsze orbity oznaczają również, że planety te, które przechodzą przed tarczami swoich gwiazd – obserwowane przez nasze kosmiczne teleskopy – robią to znacznie częściej. W przypadku planety b jest to raz na 19 dni, czyli rok na tym obcym świecie. Dlatego tranzytujące planety mogą być łatwiej wykrywane i częściej obserwowane. Satelita TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) odkrył nową planetę i od momentu swojego uruchomienia w 2018 roku poszerzył bazę danych astronomów dotyczącą egzoplanet w ekosferach. Obserwowanie takich tranzytów dla planet o wielkości Ziemi wokół gwiazd podobnych do Słońca (i oczekiwanie przez ziemski rok, czyli 365 dni, aby uchwycić kolejny tranzyt) wykracza poza możliwości istniejących teleskopów kosmicznych.

Planeta TOI-175 b dołącza do osobnej listy planet znajdujących się w ekosferze, które mogą być dokładniej zbadane przez podczerwony teleskop kosmiczny Jamesa Webba, być może nawet pod kątem oznak obecności potencjalnej atmosfery. Dużo będzie zależeć od innych cech tej planety, takich jak jej masa i to, czy rzeczywiście można ją sklasyfikować jako potencjalny „świat wodny”. W przypadku planety o tej właściwości, jej ewentualna/potencjalna atmosfera jest bardziej widoczna i jest znacznie łatwiejsza do wykrycia niż w przypadku masywniejszego, gęstszego i bardziej suchego świata, który prawdopodobnie ma mniej widoczną atmosferę bliżej swojej powierzchni.

Jeżeli ewentualna druga planeta wielkości Ziemi w układzie również zostanie potwierdzona, stanie się ona najmniejszą planetą ekosfery odkrytą do tej pory przez TESS. Odkrycie przekroczyło również wczesne oczekiwania TESS, znajdując świat wielkości Ziemi w strefie złotowłosej.

Zespół opublikował wyniki swoich badań w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

https://science.nasa.gov/universe/exoplanets/discovery-alert-a-super-earth-in-the-habitable-zone

https://academic.oup.com/mnras/article/527/1/35/7172075?login=false

[Slavin]

Teleskop Jamesa Webba właśnie odkrył kolejne dwie nowe potwierdzone planety stale krążące wokół… martwych gwiazd.



Z jednej strony odkrycie planet krążących wokół tego, co pozostaje po gwieździe takiej jak Słońce, to coś fascynującego. Z drugiej jednak strony, odkrycie to pokazuje, jak nieuchronny jest los planet krążących wokół Słońca. Część ze znanych obecnie ośmiu planet zapewne też będzie krążyło kiedyś wokół czegoś, co pozostanie po Słońcu. Część jednak przejdzie do historii.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) udowodnił już, że doskonale zna się na spoglądaniu w te odległe rejony wszechświata, które obserwujemy takimi, jakie były tuż po Wielkim Wybuchu. Teraz jednak udowodnił także, że jest w stanie spojrzeć w odległą przyszłość Układu Słonecznego.

Wszystko za sprawą odkrycia dwóch nowych egzoplanet krążących wokół białych karłów, czyli wokół pozostałości po gwiazdach takich jak Słońce, które pod koniec swojego życia przeszły już przez stadium czerwonego olbrzyma i odrzuciły swoje zewnętrzne warstwy gazowe.

Obserwowane przez teleskop planety pod wieloma względami przypominają Jowisza i Saturna, gazowe olbrzymy, które najprawdopodobniej także przetrwają koniec życia Słońca. Wszystkie obecne modele przyszłej ewolucji Układu Słonecznego wskazują, że już na etapie czerwonego olbrzyma planety skaliste naszego układu planetarnego zostaną pochłonięte przez gwiazdę. Merkury, Wenus, Ziemia i Mars przejdą do historii, a gazowe olbrzymy nieco się oddalą, ale pozostaną na orbitach wokół gwiazdy, a następnie wokół białego karła, który po niej pozostanie.

Jak wskazują autorzy najnowszego odkrycia, obie te planety odkryte na orbicie wokół martwych gwiazd przypominają nasze gazowe olbrzymy pod względem temperatury, wieku, masy i odległości orbitalnej. Z tego też powodu jest to wprost idealny układ do badania przyszłości naszego kosmicznego podwórka.

Bohaterami opracowania są planety odkryte za pomocą instrumentu MIRI i krążące wokół białych karłów skatalogowanych pod numerami odpowiednio WD 1202-232 i WD 2105-82. Jedna z kandydatek na egzoplanetę znajduje się w odległości 11,5 AU od swojego białego karła, a druga w odległości 34,5 AU. Obie planety mają masę znajdującą się w zakresie od 1 do 7 mas Jowisza.

Kiedy za około 5 miliardów lat Słońce ostatecznie wyczerpie swoje zapasy paliwa potrzebne do procesów syntezy termojądrowej zachodzących w jego centralnym jądrze, spuchnie i przejdzie w fazę czerwonego olbrzyma. Fuzja termojądrowa będzie jednak dalej kontynuowana w jej zewnętrznych warstwach. Spowoduje to, że zewnętrzne warstwy naszej gwiazdy rozrosną się aż do Marsa, połykając po drodze najbliższego wewnętrznego Merkurego, Wenus, Ziemię i być może nawet samą Czerwoną Planetę. Ostatecznie te zewnętrzne warstwy ostygną, pozostawiając tlące się gwiezdne jądro, czyli tzw. białego karła, otoczonego mgławicą planetarną zbudowaną z odrzuconych gazowych zewnętrznych warstw czerwonego olbrzyma.

Na etapie przechodzenia ze stadium czerwonego olbrzyma w stadium białego karła, orbity planet zewnętrznych nieco się rozszerzą. Analogicznie, skoro w opisywanych tu przypadkach mamy już białe karły, to cofając się w czasie, możemy założyć, że także i krążące wokół nich planety musiały wcześniej znajdować się bliżej swojej gwiazdy. Wszystko wskazuje na to, że wcześniej znajdowały się one w odległości Jowisza i Saturna.

W toku badań naukowcy ustalili także, że oba białe karły są zanieczyszczone licznymi metalami, czyli pierwiastkami cięższymi od wodoru i helu. Astronomowie podejrzewają, że to gazowe olbrzymy odpowiadają za te zanieczyszczenia, wrzucając komety i planetoidy w kierunku gwiazdy centralnej. Zważając na to, że od 25% do 50% białych karłów wykazuje tego rodzaju zanieczyszczenia, naukowcy podejrzewają, że wokół białych karłów powszechnie występują gazowe olbrzymy. Nie jest to dobra wiadomość dla planetoid, które przetrwają śmierć Słońca. Najprawdopodobniej gazowe olbrzymy będą chciały je zrzucić w kierunku martwej gwiazdy.

https://arxiv.org/pdf/2401.13153.pdf

[Slavin]

Właśnie odkryto nowe swobodnie poruszające się obiekty wielkości Jowisza.

Na ilustracji: Wizja artystyczna układu podwójnego swobodnych planet. Źródło: Gemini Observatory/Jon Lomberg
Swobodnie unoszące się układy podwójne o masach Jowisza są powszechne, nawet jeśli obecna teoria gwiazd i planet nie jest w stanie wyjaśnić ich istnienia. Artystyczne przedstawienie jednego z tych systemów, bez skali.


Zespół astronomów prowadzący badania nad podwójnymi planetami swobodnymi w Mgławicy Oriona zdobywa nową wiedzę na ich temat.

W naszym podstawowym rozumieniu Układu Słonecznego, planety krążą wokół naszej masywnej gwiazdy, Słońca. Jednak co dzieje się z obiektami wielkości planety, które nie są związane z żadną gwiazdą? Zespół astronomów prowadzący badania nad obiektami podwójnymi o masie zbliżonej do Jowisza (tzw. swobodne planety) w Mgławicy Oriona, zdobywa nową wiedzę na temat tych niezwykłych układów. Te masywne, swobodnie poruszające się obiekty są wciągane na orbity wokół siebie nawzajem. Najnowsze odkrycia pochodzą z obserwacji dokonanych przez Very Large Array (VLA) oraz Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

To przełomowe odkrycie w dziedzinie astronomii zostało dokonane dzięki postępowi w zakresie czułości, który umożliwił naukowcom wykrywanie słabszych i mniejszych obiektów w kosmosie. Korzystając z VLA, astronomowie poszukiwali odpowiedników grupy 40 obiektów podwójnych o masie Jowisza, znanych jako JuMBO, zidentyfikowanych wcześniej przez Pearsona i McCaughreana w 2023 roku. Co zaskakujące, tylko jeden z tych obiektów, JuMBO 24, posiadał radiowy odpowiednik.

To niezwykłe odkrycie kwestionuje istniejące teorie dotyczące powstawania gwiazd i planet. Jasność radiowa dwóch planet w tym układzie podwójnym jest znacznie wyższa niż ta, która została wykryta w przypadku brązowych karłów, obiektów podobnych do tych planet. Ta anomalia rodzi nowe pytania i otwiera ekscytujące możliwości badawcze w celu dalszego zrozumienia natury tych swobodnie poruszających się planet. Chociaż istnieje możliwość, że związek między sygnałami podczerwonymi i radiowymi jest przypadkowy, zespół uważa to za bardzo wysoce nieprawdopodobne, z prawdopodobieństwem wynoszącym zaledwie 1 na 10 000. To odkrycie opiera się na wcześniejszych pracach Kao i innych naukowców, którzy w 2018 roku za pomocą VLA wykryli pojedynczy układ planetarny przypominający składniki JuMBO 24.

Dr Luis F. Rodriguez, emerytowany profesor Narodowego Uniwersytetu Astronomicznego w Meksyku, który uczestniczył w tych badaniach, podkreśla znaczenie tego odkrycia. Naprawdę niezwykłe jest to, że obiekty te mogą mieć księżyce podobne do Europy lub Enceladusa, z których oba mają podpowierzchniowe oceany ciekłej wody, w których może istnieć życie, stwierdził.

Wykrycie fal radiowych pochodzących z obu składników podwójnego układu swobodnie poruszających się planet stanowi znaczący kamień milowy w naszej eksploracji Wszechświata. Stanowi również ekscytującą okazję do dalszych badań nad potencjalnymi możliwościami zamieszkania na egzoplanetach. Całość opublikowanych wyników można przeczytać tutaj.

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad18ac

https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/odkryto-swobodnie-poruszajace-sie-obiekty-wielkosci-jowisza

https://public.nrao.edu/news/astronomers-discover-jupiter-sized-objects/

[Slavin]

Właśnie odkryto nową potwierdzoną egzoplanetę wielkości Ziemi stale krążącą wokół swojego skrajnie chłodnego czerwonego karła.

Na ilustracji: Wizja artystyczna nowo-potwierdzonej egzoplanety SPECULOOS-3 b stale krążącej wokół swojej macierzystej gwiazdy.
Planeta jest tak duża jak Ziemia, a jej macierzysta gwiazda jest nieco większa od Jowisza, ale jednocześnie znacznie masywniejsza. Źródło: NASA/JPL-Caltech


Naukowcy w ramach projektu SPECULOOS odkryli nową egzoplanetę wielkości Ziemi stale krążącą wokół gwiazdy typu „skrajnie chłodnego czerwonego karła”.

Skrajnie chłodne czerwone karły to są najmniej masywne gwiazdy w naszym Wszechświecie, o rozmiarach zbliżonych do rozmiaru Jowisza, są one ponad dwukrotnie chłodniejsze, dziesięciokrotnie mniej masywne i sto razy słabiej świecące niż nasze Słońce. Ich żywotność jest ponad sto razy dłuższa niż naszej gwiazdy i będą one ostatnimi gwiazdami, które będą świecić, gdy Wszechświat stanie się zimny i ciemny. Chociaż są one znacznie bardziej powszechne w kosmosie niż gwiazdy podobne do Słońca, skrajnie chłodne karły są nadal słabo poznane ze względu na ich niską jasność. W szczególności bardzo niewiele wiadomo o ich planetach, mimo że stanowią one znaczną część populacji planet w naszej Drodze Mlecznej.

W tym kontekście konsorcjum SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars) ogłosiło właśnie odkrycie nowej planety wielkości Ziemi krążącej wokół pobliskiej, bardzo chłodnej gwiazdy karłowatej. Egzoplaneta SPECULOOS-3 b znajduje się około 55 lat świetlnych od Ziemi (co jest bardzo blisko w skali kosmicznej! Nasza Galaktyka, Droga Mleczna, rozciąga się na ponad 100 000 lat świetlnych). SPECULOOS-3 jest dopiero drugim układem planetarnym odkrytym wokół tego typu gwiazdy: SPECULOOS-3 b jest praktycznie tej samej wielkości co nasza planeta – wyjaśnił astronom Michaëla Gillona z Uniwersytetu w Liège, pierwszy autor artykułu opublikowanego w czasopiśmie naukowym Nature Astronomy. Rok, czyli obieg wokół gwiazdy, trwa około 17 godzin. Z drugiej strony, dni i noce nigdy nie powinny się kończyć. Uważamy, że ta planeta obraca się synchronicznie, dzięki czemu ta sama strona, zwana stroną dzienną, jest stale zwrócona w kierunku swojej gwiazdy, podobnie jak Księżyc w stosunku do Ziemi. Z drugiej strony, półkula nocna byłaby zamknięta w niekończącej się wiecznej ciemności.

SPECULOOS został specjalnie zaprojektowany do poszukiwania egzoplanet wokół najbliższych skrajnie chłodnych czerwonych karłów. Gwiazdy te są rozproszone po całym niebie, więc żeby mieć duże szanse na wykrycie tranzytujących planet, należy obserwować je jedna po drugiej przez wiele tygodni - kontynuuje badacz. Wymaga to dedykowanej sieci profesjonalnych zrobotyzowanych teleskopów. Jest to koncepcja stojąca za projektem SPECULOOS, prowadzonym wspólnie przez Uniwersytet w Liège, Cambridge, Birmingham, Bernie, MIT i ETH Zürich.

Zaprojektowaliśmy SPECULOOS specjalnie do obserwacji pobliskich bardzo chłodnych gwiazd karłowatych w poszukiwaniu planet skalistych, które dobrze nadają się do szczegółowych badań - powiedziała Laetitia Delrez, astronom z Uniwersytetu w Liège. W 2017 roku nasz prototyp SPECULOOS wykorzystujący teleskop TRAPPIST odkrył słynny medialnie układ TRAPPIST-1 składający się z siedmiu planet wielkości Ziemi, w tym kilku potencjalnie nadających się do zamieszkania. To był doskonały początek!

Gwiazda SPECULOOS-3 jest ponad dwukrotnie zimniejsza od naszego Słońca, a jej średnia temperatura wynosi około 2600 oC. Ze względu na bardzo krótką orbitę, planeta otrzymuje prawie szesnaście razy więcej energii na sekundę od swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca, a zatem jest dosłownie bombardowana wysokoenergetycznym promieniowaniem. W takim środowisku obecność atmosfery wokół planety jest wysoce nieprawdopodobna – powiedział Julien de Wit, absolwent Uniwersytetu w Liège, profesor MIT i współdyrektor Obserwatorium Północnego SPECULOOS i jego teleskopu Artemis, będącego podstawą tego odkrycia. Fakt, że planeta ta nie ma atmosfery, może być plusem pod kilkoma względami. Na przykład, może to pozwolić nam dowiedzieć się wiele o bardzo chłodnych karłach, co z kolei umożliwi bardziej dogłębne badania ich potencjalnie nadających się zamieszkania planet.

https://www.sciences.uliege.be/cms/c_12662571/en/detection-of-an-earth-sized-exoplanet-orbiting-the-ultracool-dwarf-star-speculoos-3

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02271-2

https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/odkryto-olbrzymia-planete-o-gestosci-podobnej-do-gestosci-waty-cukrowej

[Slavin]

Właśnie odkryto nową olbrzymią planetę lekką jak wata cukrowa.

Na ilustracji: Wizja artystyczna układu WASP-193b. Źródło: University of Liege


Artystyczne porównanie dotyczące gęstości WASP-193b w porównaniu z watą cukrową. Źródło: Uniwersytet w Liege


Międzynarodowy zespół naukowców odkrył niezwykle lekką planetę krążącą wokół odległej gwiazdy w naszej Galaktyce.

Odkrycie to, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy dnia 14 maja 2024 roku, stanowi obiecujący klucz do rozwiązania zagadki powstawania takich olbrzymich, superlekkich egzoplanet.

Nowo odkryta planeta WASP-193b to jest gazowy olbrzym, który jest około 50% większy od Jowisza, ale ma gęstość zaledwie 1/10 gęstości Jowisza. Oznacza to, że WASP-193b jest niezwykle lekka, o gęstości porównywalnej do gęstości waty cukrowej.

WASP-193b to jest druga najlżejsza odkryta do tej pory planeta, ustępująca tylko mniejszemu obiektowi - Kepler-51d, który jest podobny do Neptuna. Jednak znaczna wielkość WASP-193b w połączeniu z jej jednoczesną niezwykle niską gęstością sprawiają, że jest ona wyjątkowa wśród ponad 5400 potwierdzonych egzoplanet odkrytych do tej pory.

Znalezienie tych gigantycznych obiektów o stosunkowo tak małej gęstości jest naprawdę, naprawdę rzadkie – powiedział autor badania i doktorant MIT Khalid Barkaoui. Istnieje klasa planet zwanych puszystymi jowiszami (super-Jowisz) i od 15 lat pozostaje tajemnicą, czym one są. A to skrajny przypadek tej klasy.

Nie wiemy, gdzie umieścić tę nową planetę we wszystkich teoriach powstawania, które obecnie posiadamy, ponieważ jest ona ewidentnie odstająca od nich wszystkich - dodał współautor pracy Francisco Pozuelos, starszy badacz w Instituto de Astrofísica de Andalucía–CSIC (Hiszpania). Nie potrafimy wyjaśnić, w jaki sposób powstała ta planeta, opierając się na klasycznych modelach ewolucji. Dokładniejsze przyjrzenie się jej atmosferze pozwoli nam uzyskać ścieżkę ewolucji tej planety.

Zbyt lekka

Nowa planeta została początkowo zauważona przez Wide Angle Search for Planets (WASP) – międzynarodową współpracę instytucji akademickich, które wspólnie obsługują dwa zrobotyzowane obserwatoria, jedno na półkuli północnej, a drugie na południowej. Każde obserwatorium wykorzystuje szereg kamer szerokokątnych do pomiaru jasności tysięcy pojedynczych gwiazd na całym niebie.

W latach 2006-2008 oraz 2011-2012 Obserwatorium WASP-South wykryło okresowe tranzyty lub spadki jasności WASP-193, gwiazdy podobnej do Słońca położonej 1232 lata świetlne od Ziemi. Astronomowie ustalili, że spadki jasności były spowodowane planetą krążącą wokół gwiazdy i blokującą jej światło co 6,25 dnia. Zmierzyli oni całkowitą ilość światła blokowanego przez planetę podczas każdego tranzytu, co pozwoliło im oszacować jej olbrzymie rozmiary.

Żeby oszacować masę planety, astronomowie zazwyczaj wykorzystują pomiar prędkości radialnej – technikę, w której analizują widmo gwiazdy lub różne długości fal światła, gdy planeta okrąża gwiazdę. Widmo gwiazdy może być przesunięte w określony sposób w zależności od tego, co przyciąga gwiazdę, na przykład orbitująca planeta. Im bardziej masywna jest planeta i im bliżej gwiazdy się znajduje, tym bardziej jej widmo może ulec przesunięciu – zniekształceniu, które może dać naukowcom wyobrażenia o masie planety.

W przypadku WASP-193b astronomowie uzyskali dodatkowe widma gwiazdy o wysokiej rozdzielczości wykonane przez różne teleskopy naziemne i próbowali wykorzystać prędkość radialną do obliczenia masy planety. Próby te nie przyniosły jednak żadnych rezultatów – właśnie dlatego, że jak się okazało, planeta była zbyt lekka, by wywierać jakiekolwiek wykrywalne oddziaływanie na swoją gwiazdę.

Zazwyczaj takie duże planety są dość łatwe do wykrycia, ponieważ są one zwykle masywne i powodują duże przyciąganie do swojej gwiazdy - wyjaśnił Julien de Wit, badacz MIT. Ale to, co było trudne w przypadku tej planety, to fakt, że chociaż jest duża - ogromna - jej masa i gęstość są tak niskie, że w rzeczywistości bardzo trudno było ją wykryć za pomocą samej techniki prędkości radialnych. To był interesujący zwrot akcji.

Jak wata cukrowa

Obliczenia potwierdzają, że WASP-193b ma masę około 0,14 razy większą niż Jowisz i gęstość 0,059 g/cm3, znacznie niższą niż Jowisz i Ziemia, ale podobną do gęstości waty cukrowej, której gęstość wynosi 0,05 g/cm3.

Zebranie wszystkich danych potrzebnych do ustalenia masy WASP-193b zajęło nam prawie cztery lata – powiedział Barkaoui. Planeta jest tak lekka, że trudno jest pomyśleć o analogicznym materiale w stanie stałym. Powodem, dla którego jest zbliżona do waty cukrowej, jest to, że obie są w większości wykonane z lekkich gazów, a nie ciał stałych. Planeta jest w zasadzie bardzo puszysta.

Naukowcy spekulują, że planeta składa się głównie z wodoru i helu, podobnie jak większość gazowych olbrzymów w naszej Galaktyce. W przypadku WASP-193b gazy te prawdopodobnie tworzą bardzo rozdętą atmosferę, która rozciąga się dziesiątki tysięcy kilometrów dalej niż atmosfera Jowisza. Mechanizm, dzięki któremu planeta może tak się rozszerzyć, zachowując jednocześnie swoją superlekką gęstość, pozostaje zagadką, na którą żadna z obecnych teorii formowania planet nie jest jeszcze w stanie odpowiedzieć.

WASP-193b to niezła zagadka - podsumował Barkaoui. Jej rozwiązanie będzie wymagało dalszych prac obserwacyjnych i teoretycznych, w szczególności zmierzenia jej właściwości atmosferycznych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i skonfrontowania ich z różnymi teoretycznymi mechanizmami, które mogą powodować tak ekstremalna inflację.

https://www.iac.es/en/outreach/news/astronomers-spot-giant-planet-thats-light-cotton-candy

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02259-y

https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/odkryto-olbrzymia-planete-lekka-jak-wata-cukrowa

[Slavin]

Gliese 12 b. Bardzo ciekawa nowa potwierdzona egzoplaneta skalista zaledwie 40 lat świetlnych od Ziemi.



Zaledwie 40 lat świetlnych od Ziemi naukowcy znaleźli niezwykle interesującą egzoplanetę. Mamy tutaj bowiem do czynienia z planetą skalistą nieznacznie cieplejszą od Ziemi.

Planeta Gliese 12 b, która została opisana w artykule naukowym opublikowanym w periodyku Monthly Notices of Royal Astronomical Society, okrąża swoją gwiazdę macierzystą — Gliese 12 – w ciągu niespełna 13 ziemskich dni. Aby było ciekawiej, planeta także rozmiarami przypomina Ziemię oraz Wenus, a temperatura na jej powierzchni wynosi około 42 stopni Celsjusza. Trzeba zatem przyznać, że jest to planeta wyjątkowo bliska naszej planecie.

Jak na razie jednak naukowcy nie wiedzą, czy planeta posiada atmosferę podobną do ziemskiej, do wenusjańskiej, czy być może w ogóle nie posiada żadnej atmosfery. Ustalenie tego aspektu pozwoli ocenić, czy na tej planecie może istnieć woda w stanie ciekłym, a tym samym czy może istnieć jakaś forma życia, a przynajmniej przypominająca tę, którą znamy z naszej planety. Warto jednak zwrócić uwagę na to, że odkrycie jakiejkolwiek atmosfery na planecie tak podobnej do Ziemi i Wenus pozwoli nam dowiedzieć się więcej o tym, dlaczego te dwie planety Układu Słonecznego z czasem wytworzyły tak drastycznie inne atmosfery.

Nie jest to pierwsza znana egzoplaneta podobna do Ziemi

Nie zmienia to jednak faktu, że jest to jedna z najciekawszych bliskich egzoplanet podobnych do naszej planety. Ze względu na niewielką odległość, jest to także niezwykle cenny cel dla dalszych badań prowadzonych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Warto jednak pamiętać, że w takiej samej odległości od Ziemi znajduje się siedem planet układu TRAPPIST-1, a niemal dziesięciokrotnie bliżej znajduje się Proxima b, planeta krążąca wokół najbliższej nam gwiazdy innej niż Słońce. Problem jednak w tym, że ze względu na konfigurację tego układu, nie jesteśmy w stanie obserwować tranzytów Proximy b.


NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Astronomowie zwracają jednak uwagę na fakt, że informacje o egzoplanecie Gliese 12 b pozwolą nam ustalić, czy większość gwiazd w naszej galaktyce może być domem dla planet skalistych o klimacie umiarkowanym i posiadających atmosferę. To automatycznie wpłynie na nasze szacunki dotyczące liczby planet sprzyjających życiu w naszej galaktyce.

Takich gwiazd jak Gliese 12 w Drodze Mlecznej są setki miliardów. W tym przypadku mamy do czynienia z czerwonym karłem o masie 27 procent masy Słońca i o temperaturze równej 60 procent temperatury Słońca.

Warto jednak pamiętać, że odległość nowo odkrytej planety od gwiazdy wynosi zaledwie 7 procent odległości dzielącej Ziemię od Słońca. Z tego też powodu, mimo że gwiazda jest chłodniejsza, do planety dociera 60 procent więcej energii, niż nasza planeta uzyskuje ze Słońca i 15 procent mniej energii niż otrzymuje Wenus. W efekcie średnia temperatura na powierzchni Gliese 12 b to jest 42 stopnie Celsjusza, a średnia temperatura na Ziemi to jest 15 stopni Celsjusza. Warto tutaj zastrzec także, że jest to temperatura, jaką miałaby planeta, gdyby nie miała atmosfery. Stąd konieczne wydaje się ustalenie, czy planeta posiada atmosferę i jaka to jest atmosfera. Na razie naukowcy mówią, że mamy tutaj do czynienia z niezwykle interesującym egzowenusem. Fantastyczna nazwa.

Odkrycia planety Gliese 12 b dokonano za pomocą kosmicznego teleskopu TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

Przypadek tej planety i jej gwiazdy jest wyjątkowo interesujący. Problemem większości planet krążących wokół czerwonych karłów, jest burzliwa natura tychże gwiazd. Przyjmuje się, że potężne rozbłyski, które na czerwonych karłach występują znacznie częściej niż na Słońcu i na dodatek są znacznie silniejsze, niż na Słońcu, mogą uniemożliwiać powstanie życia na krążących wokół nich planetach, a nawet utrzymanie na nich atmosfer. Przeprowadzone jednak analizy aktywności na powierzchni Gliese 12 wskazują, że jest to spokojna gwiazda. Można zatem mieć nadzieję, że w toku badań, Gliese 12 b okaże się jeszcze ciekawsza niż obecnie.

Planeta znajduje się w gwiazdozbiorze Ryb.

https://academic.oup.com/mnras/article/531/1/1276/7679807

https://www.pulskosmosu.pl/2024/05/gliese-12-b-egzowenus/

[Slavin]

Nowa potwierdzona odkryta egzoplaneta która jest podobna do Ziemi.

Dzięki obserwacjom prowadzonym przez należącego do NASA satelitę TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) naukowcy odkryli nową egzoplanetę o rozmiarze między wielkością Wenus a Ziemi, znajdującą się zaledwie 40 lat świetlnych od nas. Dzięki swej charakterystyce nowo odkryta planeta może pomóc w lepszym zrozumieniu kształtowania się środowisk egzoplanet.



Artystyczna ilustracja TESS, szukającej planet pozasłonecznych.

Satelita TESS od 2018 roku zajmuje się poszukiwaniem planet pozasłonecznych metodą tranzytu. Z pomocą tego teleskopu naukowcy z dwóch różnych zespołów badawczych odkryli względnie bliską Ziemi planetę tranzytującą o łagodnych warunkach klimatycznych. Nie wiadomo jeszcze, czy planeta ta posiada atmosferę. Obecnie obserwacje planety są kontynuowane za pomocą teleskopów znajdujących się na Ziemi.

Odkryta planeta zyskała nazwę Gliese 12 b. Krąży wokół gwiazdy Gliese 12, czerwonego karła znajdującego się w gwiazdozbiorze Ryb, rozmiarem nieprzekraczającego 27% wielkości Słońca i o temperaturze powierzchni stanowiącej 60% temperatury powierzchni Słońca. Okres orbitalny planety Gliese 12 b wynosi 12,8 dnia, a temperatura jej powierzchni to jest około 42 stopnie Celsjusza. Pod względem rozmiaru, podobnie jak temperatury, planeta ta plasuje się między Ziemią a Wenus. Jednak Ziemia, w przeciwieństwie do Wenus, jest pełna życia dzięki znajdującej się na niej wodzie. Badania nowo odkrytej planety mogą pomóc zrozumieć, w jaki sposób kształtują się warunki umożliwiające powstanie życia.

Niewielkie rozmiary i masy czerwonych karłów czynią je idealnymi kandydatami do poszukiwania krążących wokół nich egzoplanet. W przypadku małych gwiazd spadki jasności związane z tranzytami są bardziej widoczne, a ich niewielkie masy zwiększają zmiany w ruchu gwiazd powodowane przez grawitację planet. Niewielkie energie czerwonych karłów powodują także, że ich ekosfery – sfery wokół gwiazd, w których może istnieć woda w stanie ciekłym –  znajdują się blisko nich. To ułatwia poszukiwanie egzoplanet potencjalnie nadających się do zamieszkania wokół czerwonych karłów. Dystans pomiędzy planetą Gliese 12 b i jej gwiazdą stanowi zaledwie 7% odległości Ziemi od Słońca.



Artystyczna ilustracja porównująca Ziemię do różnych artystycznych interpretacji planety Gliese 12 b.

Powszechnie uważa się, że pierwsze atmosfery Ziemi i Wenus zostały zniszczone, a następnie zastąpione nowymi, utworzonymi z gazów wydobywających się z wulkanów i materii docierającej z Układu Słonecznego. Ważnym czynnikiem decydującym o tym, czy planeta zachowa swoją atmosferę,  jest aktywność gwiazdy. Większość czerwonych karłów jest aktywna magnetycznie, jednak analizy przeprowadzone przez oba zespoły wykazały, że gwiazda Gliese 12 nie wykazuje szczególnej aktywności.

Podczas tranzytu światło gwiazdy przechodzi przez atmosferę planety. Różne cząsteczki gazu absorbują różne długości fali elektromagnetycznej, co może stanowić źródło informacji o składzie atmosfery planety dzięki spektroskopii transmisyjnej.

Póki co naukowcy znają bardzo niewiele planet podobnych do Ziemi, które znajdują się blisko nas i spełniają kryteria umożliwiające wykonanie spektroskopii. Odkrycie większej ilości tego typu planet może nam pomóc zrozumieć procesy kształtowania się atmosfer i ewolucji planet.

https://science.nasa.gov/universe/exoplanets/nasas-tess-finds-intriguing-world-sized-between-earth-venus/

https://astronet.pl/wszechswiat/nowa-egzoplaneta-podobna-do-ziemi/

[Slavin]

TESS właśnie odkrywa nowy intrygujący świat o rozmiarach pomiędzy Ziemią a Wenus.

Na ilustracji: Wizja artystyczna Gliese 12 i jej planety Gliese 12b, która jest pokazana z zachowaniem jej potencjalnej cienkiej atmosfery.
Źródło: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)


Planeta znajduje się w odległości zaledwie 40 lat świetlnych od nas. Wiele czynników sprawia, że jest to kandydatka dobrze nadająca się do dalszych badań przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) monitoruje przez około miesiąc duży obszar nieba, śledząc zmiany jasności dziesiątek tysięcy gwiazd. Satelita jest przeznaczony do wykrywania tranzytów – krótkotrwałych, regularnych spadków jasności gwiazdy spowodowanych przez przechodzące przed nią egzoplanety – co jest głównym celem jego misji.

Znaleźliśmy najbliższy, tranzytujący, umiarkowany świat wielkości Ziemi – powiedział Masayuki Kuzuhara, adiunkt projektu w Centrum Astrobiologii w Tokio, który współprowadził jeden zespół badawczy z Akihiko Fukui, adiunktem projektu na Uniwersytecie Tokijskim. Chociaż nie wiemy jeszcze, czy posiada atmosferę, myślimy o niej jako o egzo-Wenus, o podobnych rozmiarach i energii otrzymywanej od swojej gwiazdy, jak nasza planetarna sąsiadka w Układzie Słonecznym.

Gwiazda macierzysta, zwana Gliese 12, to chłodny czerwony karzeł znajdujący się w odległości prawie 40 lat świetlnych w kierunku konstelacji Ryb. Gwiazda ma rozmiary zaledwie 27% wielkości Słońca i temperaturę powierzchniową równą 60% temperatury Słońca. Nowo odkryty świat, nazwany Gliese 12b, okrąża swoją gwiazdę raz na 12,8 dnia i jest nieco mniejszy od Ziemi – porównywalny do Wenus. Zakładając, że nie posiada atmosfery, temperatura powierzchni planety szacowana jest na około 42 oC.

Według astronomów niewielkie rozmiary i masy czerwonych karłów sprawiają, że idealnie nadają się do poszukiwania planet wielkości Ziemi. Mniejsza gwiazda oznacza większy spadek jasności podczas każdego tranzytu, a mniejsza masa oznacza, że ​​orbitująca planeta może powodować większe kołysanie, znane jako „ruch refleksyjny” gwiazdy. Te efekty ułatwiają wykrywanie mniejszych planet.

Niższa jasność czerwonych karłów oznacza również, że ich ekosfery - zakres odległości orbitalnych, w których na powierzchni planety może istnieć potencjalna woda w stanie ciekłym - znajdują się bliżej nich. Dzięki temu łatwiej jest wykryć planety tranzytujące w strefach zamieszkiwalnych wokół czerwonych karłów niż wokół jaśniejszych gwiazd emitujących więcej energii.

Odległość dzieląca Gliese 12 i nową planetę wynosi zaledwie 7% odległości między Ziemią a Słońcem. Planeta stale otrzymuje od swojej gwiazdy 1,6 razy więcej energii niż Ziemia od Słońca i około 85% tego, czego stale doświadcza Wenus.

Gliese 12b stanowi jeden z najlepszych celów do zbadania, czy planety wielkości Ziemi krążące wokół chłodnych gwiazd mogą zachować swoje atmosfery, co jest kluczowym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia możliwości zamieszkiwania planet w naszej Galaktyce – powiedział Shishir Dholakia, doktorant w Centrum Astrofizyki na University of Southern Queensland w Australii. Współkierował on innym zespołem badawczym wraz z Larissą Palethorpe, doktorantką na Uniwersytecie w Edynburgu i University College London.

Obydwa zespoły sugerują, że badanie Gliese 12b może pomóc w odkryciu niektórych aspektów ewolucji naszego Układu Słonecznego.

Uważa się, że pierwsze atmosfery Ziemi i Wenus zostały usunięte, a następnie uzupełnione przez odgazowanie wulkaniczne i bombardowania z pozostałości materiału w Układzie Słonecznym – wyjaśniła Palethorpe. Ziemia nadaje się do zamieszkania, ale Wenus nie ze względu na całkowitą utratę wody. Ponieważ Gliese 12b znajduje się pomiędzy Ziemią a Wenus pod względem temperatury, jej atmosfera może nas wiele nauczyć na temat ścieżek zdatności do zamieszkiwania planet podczas ich rozwoju.

Jednym z ważnych czynników wpływających na zachowanie atmosfery jest burzliwość gwiazdy. Czerwone karły są zwykle aktywne magnetycznie, co skutkuje częstymi, silnymi rozbłyskami rentgenowskimi. Jednak analizy przeprowadzone przez oba zespoły wykazały, że Gliese 12 nie wykazuje żadnych oznak ekstremalnego zachowania.

Artykuł zespołu Kuzuhary i Fukui został opublikowany dnia 23 maja 2024 roku w The Astrophysical Journal Letters. Wyniki badań Dholakii i Palethorpe opublikowano tego samego dnia w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Podczas tranzytu światło gwiazdy macierzystej przechodzi przez atmosferę planety. Różne cząsteczki gazu pochłaniają różne kolory, więc tranzyt zapewnia zestaw chemicznych odcisków palców, które mogą być wykryte przez teleskopy takie jak podczerwony Webb.

Znamy tylko kilka planet o klimacie umiarkowanym podobnym do Ziemi, które są wystarczająco blisko nas i spełniają inne kryteria potrzebne do tego rodzaju badań, zwanych spektroskopią transmisyjną, przy użyciu obecnych urządzeń – powiedział Michael McElwain, astrofizyk w Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt w stanie Maryland i współautor artykułu Kuzuhary i Fukui. Aby lepiej zrozumieć różnorodność atmosfer i wyników ewolucji tych planet, potrzebujemy więcej przykładów takich jak Gliese 12b.

https://science.nasa.gov/universe/exoplanets/nasas-tess-finds-intriguing-world-sized-between-earth-venus

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad3642

https://academic.oup.com/mnras/article/531/1/1276/7679807?login=false

https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/tess-odkrywa-intrygujacy-swiat-o-rozmiarach-pomiedzy-ziemia-wenus

[Slavin]

Właśnie odkryto nową potwierdzoną planetę stale krążącą wokół gwiazdy Barnarda.

Wizja artystyczna planety w systemie Gwiazdy Barnarda. Źródło: ESO/M. Kornmesser.


Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) ogłosiło odkrycie potwierdzonej planety pozasłonecznej okrążającej gwiazdę Barnarda, czyli najbliższą względem Słońca pojedynczą gwiazdę. To nie pierwsze ogłoszenie odkrycia planety w tym systemie.

Do gwiazdy Barnarda mamy sześć lat świetlnych, czyli to nasze najbliższe kosmiczne podwórko w Drodze Mlecznej. To drugi najbliższy układ gwiazdowy, po układzie potrójnym Alfy Centauri, od którego dzielą nas trochę ponad cztery lata świetlne. Dodajmy, że jedna z gwiazd tego systemu posiada co najmniej jedną potwierdzoną planetę: Proxima Centauri.

Skoro gwiazda Barnarda jest tak blisko nas, to stanowi ona dobry cel do poszukiwania planet skalistych, takich jak Ziemia. Już kilka lat temu (2018 rok), pojawiła się informacja o wykryciu planety w tym systemie. Jednak później nie zostało to potwierdzone. Najnowsze odkrycie również wyklucza możliwość istnienia podawanej w 2018 roku. Zamiast tego oferuje inną i kandydatki na trzy kolejne.

To jednak nie koniec historii poszukiwań planet wokół gwiazdy Barnarda. W latach 60-tych ubiegłego XX wieku holenderski/niderlandzki astronom Peter van de Kamp postulował, że stale krąży tam potencjalna planeta o masie Jowisza albo jeszcze większa. Potem ten naukowiec proponował istnienie dwóch planet, ale jego hipotezy zostały podważone i istnienia tych planet nie potwierdzono.

Najnowsze odkrycie planety z 2024 roku przedstawiono w czasopiśmie naukowym „Astronomy and Astrophysics”. Opiera się na analizie obserwacji prowadzonych przez pięć lat przy użyciu Bardzo Dużego Teleskopu (ang. Very Large Telescope, VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile, które należy do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ang. European Southern Observatory, ESO), a więc pośrednio także do Polski (poprzez członkostwo naszego kraju w ESO).

Międzynarodowa grupa naukowców, którą kierował Jonay González Hernández z Instituto de Astrofísica de Canarias w Hiszpanii, postanowiła poszukiwać sygnałów od ewentualnych/potencjalnych planet krążących w ekosferze gwiazdy Barnarda. Ekosfera to jest specjalna strefa wokół gwiazdy, w której występują warunki umożliwiające występowanie wody w stanie ciekłym na powierzchni planety. Inne nazwy tego obszaru to jest ekostrefa, strefa nadająca się do zamieszkania, strefą zamieszkiwalną, czy poetycka strefa Złotowłosej (od bajki dla dzieci o Złotowłosej i trzech niedźwiadkach).

Wiadomo, że Gwiazda Barnarda jest czerwonym karłem. Jej masa, rozmiar, jasność i temperatura są mniejsze niż w przypadku Słońca. Czerwone karły są dobrymi celami do poszukiwania małomasywnych planet skalistych, gdyż przy takich parametrach gwiazdy, potencjalnie łatwiej tego typu planety wykryć. Skoro ta gwiazda jest chłodna, to jej ekosfera znajduje się bliżej, a to oznacza, iż ewentualna planeta będzie mieć krótki okres orbitalny, czyli wystarczą obserwacje przez dni lub tygodnie zamiast przez lata. Dodatkowo z powodu małej masy tej gwiazdy, proporcje masy pomiędzy planetą, a gwiazdą są korzystniejsze do wykrycia wpływu grawitacyjnego planety na ruch gwiazdy.

Najnowszą planetę nazwano Barnard b (podobnie jak tę z 2018 roku, której jednak ostatecznie nie potwierdzono). Obiekt ten stale krąży 20 razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury wokół Słońca. Jednego obiegu dokonuje on w ciągu 3,15 dnia ziemskiego (tyle trwa na niej rok!). Temperatura na powierzchni tej planety wynosi plus 125 stopni Celsjusza, co jest wartością zdecydowanie zbyt wysoką dla istnienia ciekłej wody. Z kolei jej masa stanowi około 37% masy Ziemi, a gdybyśmy porównali to z masą Marsa daje to trzy razy tyle co Czerwona Planeta.

Pozostałe kandydatki na planety z najnowszego odkrycia mają masy 22%, 31% i 17% masy Ziemi i okresy orbitalne 2,3, 4,1 oraz 6,7 dnia.

W zespole badawczym pracowali naukowcy z Hiszpanii, Portugalii, Szwajcarii, Włoch, USA, Niemiec i Chile. W trakcie obserwacji korzystano ze spektrografu ESPRESSO, a następnie wyniki potwierdzono przy pomocy innych instrumentów: HARPS w Obserwatorium La Silla (również ESO), HARPS-N oraz CARMENES.

https://www.eso.org/public/poland/news/eso2414/

https://www.eso.org/public/unitedkingdom/news/eso2414/?lang

https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2414/eso2414a.pdf

https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/odkryto-planete-wokol-gwiazdy-barnarda   

[tommi59]

Dawno mnie tu nie bylo. Zmierzono masy dwoch planet wokol TOI 700 .Planeta c ma bardzo mala mase tylko 2.5 razy wieksza od Ziemi i gestosc 0.7g/cm3. Natomiast planeta d ma mase 2.4 razy wieksza od Ziemi i  wysoka gestosc 8.1 g/cm3..Co jest zastanawiajace ze jesli planeta c nie stracila atmosfery to bardzo prawdopodobne jest ze wiekszosc skalisych/zelaznych egzoplanet w ekosferach swych gwiazd utrzyma atmosfery  .Dziwne jest ze planety b i e nie zostaly wykryte przez RV