Międzynarodowy zespół naukowców odkrył planetę pozasłoneczną o masie równej połowy masy Ziemi, która potrzebuje około ośmiu godzin, aby okrążyć swoją macierzystą gwiazdę, czerwonego karła znajdującego się niecałe 31 lat świetlnych od Ziemi.
Nazwana GJ 367 b, jest jedną z najlżejszych spośród prawie 5000 znanych obecnie egzoplanet. Mając średnicę zaledwie 9000 km jest nieco większa od Marsa. Odkrycie to nie tylko dowodzi, że możliwe jest precyzyjne określenie istnienia najmniejszych, najmniej masywnych egzoplanet, ale także stanowi klucz do zrozumienia, jak formują się i ewoluują planety typu ziemskiego. Wyniki ukazały się w czasopiśmie Science.
Ćwierć wieku po odkryciu pierwszej planety pozasłonecznej, oprócz dokonywania nowych odkryć, główny nacisk został położony na dokładniejsze scharakteryzowanie tych planet. Obecnie możliwe jest skonstruowanie znacznie dokładniejszego profilu dla większości znanych egzoplanet. Wiele z nich zostało odkrytych z wykorzystaniem metody tranzytów – pomiaru niewielkich różnic w emitowanym świetle gwiazdy, gdy planeta przechodzi przed nią (w stosunku do obserwatora). GJ 367 b również została odkryta tą metodą, z wykorzystaniem satelity TESS.
Prędkość orbitalna GJ 367 b wynosi zaledwie 8 godzin. Na podstawie dokładnego określenia promienia i masy, GJ 367 b została sklasyfikowana jako planeta skalista – mówi Kristine Lam z Instytutu Badań Planetarnych w Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR). To plasuje ją wśród planet ziemskich o rozmiarach mniejszych niż Ziemia i przesuwa badania o jeden krok do przodu w poszukiwaniu „drugiej Ziemi”.
GJ 367 b należy do grupy egzoplanet o skrajnie krótkim okresie orbitalnym, czyli takich, które okrążają swoją gwiazdę w czasie krótszym niż 24 godziny. Znamy już kilka z nich, ale ich pochodzenie jest obecnie nieznane – mówi Savita Mathur, badaczka z IAC i współautorka artykułu. Ponadto, z okresem rotacji gwiazdy wynoszącym 48 dni jest to bardzo interesujący układ do badania i zrozumienia dynamicznej ewolucji małych skalistych planet z taką orbitą, wyjaśnia badaczka.
Po odkryciu tej planety z wykorzystaniem TESS i metody tranzytowej, widmo tej gwiazdy zostało zbadane z Ziemi za pomocą metody pomiaru prędkości radialnej. Technika ta polega na pomiarze zmian w położeniu i prędkości gwiazdy, gdy ona i otaczająca ją planeta krążą wokół wspólnego środka masy. Zmiany spowodowane przez siłę grawitacji dwóch obiektów są odzwierciedlone w przesunięciu widma obserwowanej gwiazdy. W przypadku GJ 367 b masa została wyznaczona za pomocą instrumentu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego.
Dzięki skrupulatnym badaniom i połączeniu różnych metod oceny, udało się dokładnie określić promień i masę tej planety: jej promień wynosi 72% promienia Ziemi, a masa 55% masy Ziemi. Określając promień i masę z dokładnością odpowiednio 7 i 14%, naukowcy byli w stanie wyciągnąć wnioski na temat wewnętrznej struktury egzoplanety. Jest to planeta skalista o małej masie, ale o większej gęstości niż Ziemia.
Wysoka gęstość wskazuje na to, że planeta jest zdominowana przez żelazne jądro – wyjaśnia Szilárd Csizmadia współautor artykułu z DLR. Właściwości te są podobne do właściwości Merkurego, z jego nieproporcjonalnie dużym żelaznym i niklowym jądrem, które odróżnia go od innych ciał skalistych w Układzie Słonecznym.
Jednak bliskość planety od gwiazdy oznacza, że jest ona narażona na ekstremalnie wysoki poziom promieniowania, ponad 500 raz silniejsze niż to, którego doświadcza Ziemia. Temperatura na powierzchni może sięgać nawet 1500oC – to temperatura, w której wszystkie skały i metale uległyby stopieniu. GJ 367 b nie może być zatem uznana za „drugą Ziemię” – zauważa Enric Pallé, badacz z IAC.
Gwiazda macierzysta tej nowo odkrytej egzoplanety, czerwony karzeł o nazwie GJ 367, jest tylko o połowę mniejsza od Słońca. Było to korzystne dla jej odkrycia, ponieważ sygnał tranzytu orbitującej planety jest szczególnie istotny. Czerwone karły są nie tylko mniejsze, ale także chłodniejsze od Słońca. To sprawia, że związane z nimi planety są łatwiejsze do znalezienia i scharakteryzowania – mówi mówi Felipe Murgas współautor artykułu z IAC.
Czerwone karły są jednymi z najbardziej powszechnych gwiazd w naszym kosmicznym sąsiedztwie i dlatego są odpowiednimi celami do badań egzoplanet. Naukowcy szacują, że czerwone karły, znane również jako gwiazdy klasy M, są okrążane przez średnio dwie do trzech planet, z których każda jest co najwyżej cztery razy większa od Ziemi.
Więcej informacji:
- Astronomers discover an ultra-light and super-fast sub-Earth orbiting a red dwarf
- GJ 367b: A dense, ultrashort-period sub-Earth planet transiting a nearby red dwarf star
Źródło: IAC
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna egzoplanety GJ 367 b. Źródło: DLR
