Astronomowie odkryli dwie planety skaliste o umiarkowanym klimacie, krążące wokół czerwonego karła. Jedna z planet krąży w tzw. ekosferze gwiazdy.
Astronomowie ogłosili odkrycie dwóch superziemi o umiarkowanym klimacie, krążących wokół małej, chłodnej gwiazdy (czerwonego karła) LP 890-9 (zwanej również TOI-4306 lub SPECULOOS-2) znajdującej się około 100 lat świetlnych od Ziemi. Zewnętrzna planeta, zwana LP 890-9 c, krąży w tak zwanej ekosferze, gdzie powierzchnia planety jest potencjalnie zdolna do utrzymania wody w stanie ciekłym. Odkrycie to było możliwe dzięki międzynarodowej współpracy zespołu SPECULOOS kierowanego przez naukowców z Uniwersytetu w Liège, japońskiego zespołu monitorującego TESS Follow-up Observing Program (TFOP) z Uniwersytetu Tokijskiego i Centrum Astrobiologii oraz światowych badaczy uczestniczących w programie TESS Follow-up Observing Program (TFOP).
Satelita TESS monitoruje obecnie niebo w poszukiwaniu egzoplanet metodą tranzytów, która znajduje okresowe przyciemnienie gwiazdy wywołane planetą przechodzącą przed jej tarczą. TESS wykrył okresowe przyciemnienie LP 890-9 co 2,73 dnia, a zespół naukowców w lipcu 2021 roku ogłosił, że gwiazda może posiadać planetę TOI-4306.01.
Astronomowie z całego świata uczestniczący w programie TFOP rozpoczęli dalsze obserwacje TOI-4306.01 od sierpnia 2021 roku, aby potwierdzić jej planetarny charakter. Takie dalsze obserwacje są wymagane, ponieważ podobne okresowe pociemnienie może być wywołane przez zaćmieniowy układ podwójny gwiazd.
Japoński zespół TESS follow-up kierowany przez Norio Naritę z Uniwersytetu Tokijskiego i Centrum Astrobiologii obserwował LP 890-9 za pomocą kamery MuSCAT 3 zainstalowanej na 2-metrowym teleskopie Faulkes w Obserwatorium Las Cumbers na Obserwatorium Haleakala, Maui oraz instrumentu InfraRed Doppler (IRD) zainstalowanego na Teleskopie Subaru na wyspie Maunakea na Hawajach i potwierdził planetarny charakter TOI-4306.01 do października 2021 roku.
Z drugiej strony zespół SPECULOOS prowadził obserwacje uzupełniające nie tylko dla tranzytów TOI-4306.01, ale także ciągłego monitorowania LP 890-9 w celu poszukiwania ewentualnych dodatkowych planet tranzytujących w układzie, które mogły zostać przeoczone przez TESS. Obserwacje zespołu SPECULOOS nie tylko potwierdziły pierwszą planetę, ale także pozwoliły na wykrycie tranzytów drugiej, nieznanej dotąd planety w październiku i listopadzie 2021 roku.
Ponieważ same dane od zespołu SPECULOOS nie były w stanie zawęzić okresu orbitalnego drugiej kandydatki na planetę, zespół MuSCAT współpracował z zespołem SPECULOOS, aby śledzić drugiego kandydata za pomocą MuSCAT 3 i ostatecznie w styczniu 2022 roku wyznaczył okres orbitalny na około 8,46 dnia.
Pomiary prędkości radialnej LP 890-9 za pomocą IRD nakładają rygorystyczne ograniczenia na masy ciał, udowadniając planetarną naturę 2 ciał tranzytujących krążących wokół LP 890-9 – wyjaśnia Norio Narita, profesor Uniwersytetu Tokijskiego i główny badacz zespołu MuSCAT.
Po potwierdzeniu, że są to rzeczywiście planety, otrzymały one oficjalne oznaczenia LP 890-9 b i LP 890-9 c. Dwie superziemie mają promienie odpowiednio 1,32 i 1,37 promienia Ziemi. Planety o takich promieniach teoretycznie są uważane za duże, skaliste planety. Zewnętrzna planeta LP 890-9 c krąży w strefie zdatnej do zamieszkania macierzystej gwiazdy. Dzieje się tak dlatego, że gwiazda macierzysta LP 890-9 jest mniejsza (około 15% promienia Słońca) i chłodniejsza (około 2600 oC) od Słońca (około 5500 oC).
Kolejnym krokiem w badaniach LP 890-9 c byłaby charakterystyka atmosfery. Tranzytująca konfiguracja planety pozwala nam badać światło gwiazdy macierzystej, które przechodzi przez atmosferę planety podczas tranzytów. Takie dalsze obserwacje zapewniają wgląd w skład atmosfery oraz obecność/brak chmur/mgły w atmosferze. Przyszłe badania atmosfer skalistych planet w ekosferze będą ważne dla zrozumienie miejsca Ziemi we Wszechświecie. Pod tym względem obecne odkrycie stanowi doskonały cel do dalszych badań.
Odkrycia te zostały opublikowane online w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics 7 września 2022 r.
Więcej informacji:
- Discovery of Two Temperate Super-Earths, the Outer One Orbits in the Habitable Zone
- Two temperate super-Earths transiting a nearby late-type M dwarf
Źródło: Subaru Telescope
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Koncepcyjne przedstawienie odkrycia. Źródło: Zespół Astrobiology Center/MuSCAT.
