Astronomowie odkryli małą skalistą planetę – tylko połowę masy Wenus

Zespół astronomów skorzystał z Europejskiego Obserwatorium Południowego bardzo duży teleskop (ten któryVLT) w Chile, aby skierować nowe światło na planety krążące wokół pobliskiej gwiazdy, L 98-59, podobne do tych w wewnętrznym Układzie Słonecznym. Wśród odkryć jest półmasowa planeta Wenus – najlżejszy planeta pozasłoneczna Zmierzone za pomocą techniki prędkości radialnej – świat oceaniczny, potencjalna planeta w strefie nadającej się do zamieszkania.

„Planeta w strefie nadającej się do zamieszkania może mieć atmosferę, która może chronić i wspierać życie” – mówi Maria Rosa Zapatero Osorio, astronom z Centrum Astrobiologii w Madrycie w Hiszpanii i jeden z autorów opublikowanego dziś (5 sierpnia) badania. ). , 2021) w Astronomia i astrofizyka.

Odkrycia są ważnym krokiem w poszukiwaniu życia na planetach wielkości Ziemi poza Układem Słonecznym. Wykrywanie ważnych odcisków palców na egzoplanecie zależy od zdolności badania jej atmosfery, ale obecne teleskopy nie są wystarczająco duże, aby osiągnąć wymaganą do tego rozdzielczość dla małych i skalistych planet. Nowo zbadany układ planetarny, nazwany L 98-59 od swojej gwiazdy, jest atrakcyjnym celem przyszłych obserwacji atmosfer egzoplanet. Otaczając gwiazdę odległą o zaledwie 35 lat świetlnych, odkryto, że obecnie znajdują się na niej planety skaliste, takie jak Ziemia czy Wenus, które są wystarczająco blisko gwiazdy, aby były ciepłe.

Ta infografika pokazuje porównanie zewnętrznego układu planetarnego L 98-59 (na górze) z częścią wewnętrznego Układu Słonecznego (Merkurego, Wenus i Ziemi), podkreślając podobieństwa między nimi.
L 98-59 zawiera cztery potwierdzone planety skaliste (zaznaczone kolorem na górnym panelu), krążące wokół czerwonego karła oddalonego o 35 lat świetlnych. Planeta najbliżej gwiazdy ma masę około połowy masy Wenus, co czyni ją najlżejszą egzoplanetą odkrytą przy użyciu techniki prędkości radialnych. Do 30% masy trzeciej planety może stanowić woda, co czyni ją światem oceanicznym. Istnienie czwartej planety zostało potwierdzone, ale naukowcy nie znają jeszcze jej masy i promienia (jej potencjalną wielkość zaznaczono linią przerywaną). Zespół znalazł również wskazówki dotyczące możliwej piątej planety, najdalej od gwiazdy, chociaż zespół niewiele o tym wie. Jeśli zostanie potwierdzony, zostanie umieszczony w zamieszkałej strefie systemu, w której na jego powierzchni może znajdować się woda w stanie ciekłym.
Odległości od gwiazd i między planetami na infografice nie są na dużą skalę. Schemat został zmodyfikowany, aby strefa nadająca się do zamieszkania zarówno w Układzie Słonecznym, jak i przy L 98-59 była identyczna. Jak pokazano na infografice, która zawiera skalę temperatury (w kelwinach [K]), Ziemia i piąta planeta (niepotwierdzone) w L 98-59 otrzymują podobne ilości światła i ciepła od swoich gwiazd. Zakładając, że ich atmosfery są podobne, ta piąta planeta miałaby podobną średnią temperaturę powierzchni do Ziemi i utrzymywałaby na swojej powierzchni wodę w stanie ciekłym.
Źródło: ESO/L. Molo/M. Kornmesser (Podziękowania: O. Demangeon)

Dzięki wykorzystaniu VLT ESO zespół był w stanie wywnioskować, że trzy planety mogą mieć wodę w swojej wewnętrznej atmosferze lub atmosferze. Dwie planety znajdujące się najbliżej gwiazdy w układzie L 98-59 prawdopodobnie są suche, ale mogą zawierać niewielkie ilości wody, podczas gdy do 30% masy trzeciej planety może stanowić woda, co czyni ją światem oceanicznym.

Co więcej, zespół znalazł „ukryte” egzoplanety, których wcześniej nie zaobserwowano w tym układzie planetarnym. Odkryli czwartą planetę i podejrzewają, że piąta planeta znajduje się w regionie w odpowiedniej odległości od gwiazdy ze względu na obecność wody w stanie ciekłym na jej powierzchni. „Mamy wskazówki, że planeta ziemska znajduje się w strefie nadającej się do zamieszkania w tym układzie” – wyjaśnia Olivier Demangon, badacz z Instituto Astrofísica y Ciencias do Espaco na Uniwersytecie Porto w Portugalii i główny autor nowego badania.

Badanie stanowiło przełom techniczny, ponieważ astronomowie, korzystając z metody prędkości radialnych, byli w stanie ustalić, że najbardziej wewnętrzna planeta w układzie ma tylko połowę masy Wenus. To sprawia, że ​​jest to najlżejsza egzoplaneta zmierzona tą techniką, która oblicza chybotanie gwiazdy spowodowane mikrograwitacją krążących wokół niej planet.

Do zbadania L 98-59 zespół wykorzystał przyrząd Echelle Spectrograph of Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observation (ESPRESSO) na VLT ESO. „Bez precyzji i stabilności, jakie zapewnia espresso, ten pomiar nie byłby możliwy” – mówi Zapatero Osorio. „To krok naprzód w naszej zdolności do pomiaru mas najmniejszych egzoplanet”.

Astronomowie po raz pierwszy odkryli trzy planety L 98-59 w 2019 roku za pomocą NASATranzytujący satelita do badań egzoplanet (on-koza). Satelita ten wykorzystuje technologię zwaną metodą tranzytu — zanurzenie w świetle gwiazdy powodowanym przez planetę przechodzącą przed nią, aby wywnioskować właściwości planety — aby znaleźć planety i zmierzyć ich rozmiary. Stało się tak jednak tylko dzięki dodaniu pomiarów prędkości radialnych wykonanych za pomocą ESPRESSO i jego poprzednika, wysokorozdzielczej sondy planetarnej prędkości radialnej (HARPYNa 3,6-metrowym teleskopie ESO La Silla, Dimangon i jego zespół byli w stanie znaleźć dodatkowe planety i zmierzyć masy i promienie pierwszych trzech. „Jeśli chcemy wiedzieć, z czego zbudowana jest planeta, minimum, którego potrzebujemy, to jej masa i promień” – wyjaśnia Demanjohn.

Zespół ma nadzieję kontynuować badania systemu za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) NASA/ESA/CSA, podczas gdy Bardzo Duży Teleskop ESO (ELT) jest budowany na chilijskiej pustyni Atakama i ma rozpocząć obserwacje w 2027 roku. idealny do badania tych planet. „Instrument HIRES na ELT może mieć możliwość badania atmosfer niektórych planet w układzie L 98-59, uzupełniając w ten sposób JWST z Ziemi” – mówi Zapatero Osorio.

„Ten system zapowiada, co ma nadejść”, dodaje Demangon. „My, jako społeczeństwo, ścigamy planety ziemskie od narodzin astronomii, a teraz w końcu jesteśmy coraz bliżej odkrycia ziemskiej planety w ekosferze jej gwiazdy, z której możemy badać atmosferę”.

więcej informacji

Badania te zostały zaprezentowane w pracy pt. Appearing in Astronomia i astrofizyka.

Odniesienie: „Ciepła planeta Ziemia o masie połowy masy Wenus przechodzi przez pobliską gwiazdę” 5 sierpnia 2021 r. Astronomia i astrofizyka.
DOI: 10.1051/0004-6361/202140728

Zespół składał się z Oliviera DS Demangeona (Instytut Astrofizyki i Nauk Kosmicznych, Uniwersytet w Porto, Portugalia. [IA/UPorto]Centrum Astrofizyki Uniwersytetu w Porto, Portugalia [CAUP] oraz Wydział Fizyki i Astronomii, Wydział Nauk, Uniwersytet w Porto, Portugalia [FCUP]), MR Zapatero Osorio (Centrum Astrobiologii, Madryt, Hiszpania) [CSIC-INTA]), Y. Alibert (Instytut Fizyki, Uniwersytet w Bernie, Szwajcaria [Bern]), SCC Barros (IA/UPorto, CAUP i FCUP), V. Adibekyan (IA/UPorto, CAUP i FCUP), H.M. Tabernero (IA/UPorto i CAUP), A. Antoniadis-Karnavas (IA/UPorto i FCUP), JD Camacho (IA/UPorto & FCUP), A. Suárez Mascareño (Instytut Astrofizyki Wysp Kanaryjskich, Teneryfa, Hiszpania [IAC] i Wydział Astrofizyki, Uniwersytet La Laguna, Teneryfa, Hiszpania [ULL]), M. Oshagh (IAC/ULL), G.Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Włochy), SG Sousa (IA/UPortol & CAUP), C. Lovis (Observatoire de Genève, Université de Genève, Genewa , Szwajcaria [UNIGE]), FA Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC/ULL i Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Hiszpania), S. Cristiani (INAF – Obserwatorium Astronomiczne w Trieście, Włochy). [INAF Trieste]), NC Santos (IA/UPorto, CAUP i FCUP), R. Allart (Wydział Fizyki i Instytut Badań Egzoplanet, Uniwersytet Montrealski, Kanada i UNIGE), C. Allende Prieto (IAC/ULL), D. Bossini ( IA/UPorto) ), F. Bouchy (UNIGE), A. Cabral (Instytut Astrofizyki i Nauk Kosmicznych, Wydział Nauk, Uniwersytet w Lizbonie, Portugalia [IA/FCUL] oraz Wydział Fizyki, Wydział Nauk, Uniwersytet w Lizbonie, Portugalia), M. Damasso (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Włochy) [INAF Torino]), P. Di Marcantonio (INAF Triest), V. D’Odorico (INAF Triest & Institute for Fundamental Physics of the Universe, Triest, Italy [IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE), J. Faria (IA/UPorto, CAUP i FCUP), P. Figueira (Europejskie Obserwatorium Południowe, Santiago de Chile, Chile [ESO-Chile] oraz IA/UPorto), R. Génova Santos (IAC/ULL), J. Haldemann (Berno), J. I. González Hernández (IAC/ULL), B. Lavie (UNIGE), J. Lillo-Box (CSIC-INTA), Le Corto (Europejskie Obserwatorium Południowe, Garching bei Monachium, Niemcy) [ESO]), CJAP Martins (IA/UPorto i CAUP), D.Mégevand (UNIGE), A. Mehner (ESO-Chile), P. Molaro (INAF Triest i IFPU), NJ Nunes (IA/FCUL), E. Pallé ( IAC/ULL), L. Pasquini (ESO), E. Poretti (Fundación G. Galilei – INAF Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Hiszpania i INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Włochy), A. Sozzetti (INAF Turyn) oraz S. Audrey (UNIGE).

ESO jest wiodącą europejską międzyrządową organizacją astronomiczną i najbardziej produktywnym na świecie obserwatorium astronomicznym na Ziemi. Obejmuje 16 państw członkowskich: Austrię, Belgię, Czechy, Danię, Francję, Finlandię, Niemcy, Irlandię, Włochy, Holandię, Polskę, Portugalię, Hiszpanię, Szwecję, Szwajcarię i Wielką Brytanię, a także kraj przyjmujący z Chile i Australią jako partner strategiczny. ESO realizuje ambitny program skoncentrowany na projektowaniu, budowie i eksploatacji solidnych naziemnych obiektów obserwacyjnych, które umożliwiają astronomom dokonywanie ważnych odkryć naukowych. ESO odgrywa również wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy miejscami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO obsługuje wiodący na świecie Bardzo Duży Teleskop i Interferometr, a także dwa podczerwone teleskopy do przeglądów oraz teleskop do przeglądów światła widzialnego VLT. Również w należącym do ESO Paranal będzie gospodarzem i operatorem Teleskopu Czerenkowa South Array, największego i najczulszego obserwatorium promieniowania gamma na świecie. ESO jest również głównym partnerem w dwóch zakładach w Chajnantor, APEX i Alma, największy istniejący projekt astronomiczny. W Cerro Armazon, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy Bardzo Duży Teleskop ELT, który stanie się „największym na świecie okiem na niebo”.