Nasza skalista sąsiadka nie jest bliźniaczką Ziemi

Zeszłej jesieni świat podekscytowało odkrycie egzoplanety Ross 128b, która znajduje się zaledwie 11 lat świetlnych od Ziemi. Nowe badania przeprowadzone przez zespół astronomów pod kierownictwem Diogo Souto z brazylijskiego Observatório Nacional, po raz pierwszy określiły szczegółowo skład chemiczny gwiazdy macierzystej tej planety – Ross 128.

Zrozumienie, które pierwiastki i w jakich ilościach obecne są w gwieździe może pomóc naukowcom oszacować budowę egzoplanet, które ją okrążają, a to umożliwi sprawdzenie, na ile są one do podobne Ziemi.

Gwiazda macierzysta egzoplanety, Ross 128, podobnie jak około 70% gwiazd Drogi Mlecznej, jest czerwonym karłem. Jest zatem znacznie chłodniejsza i mniejsza, niż Słońce. W oparciu o wyniki z dużych projektów poszukiwania egzoplanet, astronomowie szacują, że wiele z tych czerwonych karłów posiada co najmniej jedną egzoplanetę. W ciągu ostatnich lat kilka układów planetarnych wokół takich gwiazd było sensacjami prasowymi, w tym Proxima b, planeta okrążająca gwiazdę najbliższą Słońcu, Proximę Centauri oraz siedem planet okrążających TRAPPIST-1, gwiazdę niewiele większą od Jowisza.

Wykorzystując spektroskop APOGEE, zespół przeanalizował widmo gwiazdy w bliskiej podczerwieni, w celu określenia zawartości w niej węgla, tlenu, magnezu, glinu, potasu, wapnia, tytanu i żelaza.

Kiedy gwiazdy są młode, otoczone są rotującymi dyskami gazu i pyłu, z którego powstają planety skaliste. Skład chemiczny gwiazdy może mieć wpływ na zawartość dysku, a co za tym idzie na mineralogię i strukturę wnętrza planet, które z niego powstają. Na przykład ilość magnezu, żelaza i krzemu w planecie będzie kontrolowała stosunek mas jądra i płaszcza planety.

Zespół ustalił, że Ross 128 ma poziom żelaza zbliżony do naszego Słońca. Chociaż nie byli w stanie zmierzyć obfitości krzemu w niej, stosunek żelaza do magnezu w gwieździe wskazuje, że jądro planety Ross 128b, powinno być większe, niż ziemskie.

Ponieważ zespół znał minimalną masę Ross 128b oraz obfitość pierwiastków w gwieździe, był w stanie oszacować zakres promienia planety, którego nie można zmierzyć bezpośrednio ze względu na orientację orbity planety wokół gwiazdy względem Ziemi.  

Poznanie masy i promienia planety jest ważne przy zrozumieniu, z czego jest ona zbudowana, gdyż obydwa pomiary mogą być wykorzystane do obliczenia gęstości planety. Co więcej, kwantyfikując planety w ten sposób, astronomowie zdali sobie sprawę, że planety o promieniu większym, niż 1,7 promienia Ziemi prawdopodobnie otoczone są gazową otoczką, podobnie jak Neptun, a te o mniejszych promieniach są prawdopodobnie bardziej skaliste,  tak jak nasza własna planeta.

Szacowany promień Ross 128b wskazuje, że powinna ona być skalista.

W końcu, mierząc temperaturę Ross 128 i szacując promień planety, zespół był w stanie określić, ile światła gwiazdy odbija się od powierzchni planety, odkrywając, że nasza druga pod względem odległości skalista sąsiadka prawdopodobnie ma umiarkowany klimat, a na jej powierzchni może występować woda w stanie ciekłym.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Rocky planet neighbor looks familiar, but he is not an earthly twin

Źródło: Carnegie Institution for Science

Na zdjęciu: Wizja artystyczna planety Ross 128b z czerwonym karłem w tle. Źródło: ESO/M. Kornmesser.