Znaleźli planetę niedaleko nas. Ma atmosferę i wieczną noc
W naszej kosmicznej okolicy znajduje się całkiem nowa superziemia. Może i nie widać jej bezpośrednio, ale zdradziła ją delikatna zmiana ruchu gwiazdy.
Ross 318 b nie została sfotografowana jako osobny punkt obok swojej gwiazdy. Tak małych planet przy innych gwiazdach zwykle nie widzimy bezpośrednio, bo giną one po prostu w blasku macierzystego słońca. Tu zastosowano metodę prędkości radialnych, jedną z najważniejszych technik łowienia egzoplanet.
Planeta krążąca wokół gwiazdy lekko ją szarpie grawitacyjnie. Gwiazda nie stoi więc idealnie nieruchomo, lecz minimalnie kołysze się pod wpływem towarzysza. To kołysanie można wykryć w widmie światła gwiazdy, czyli w rozkładzie barw rozbitych na linie odpowiadające konkretnym pierwiastkom. Gdy gwiazda porusza się ku nam lub od nas, te linie przesuwają się odrobinę.
W przypadku Ross 318 b przeanalizowano archiwalne dane ze spektrografów CARMENES i HIRES, obejmujące łącznie ok. 15 lat obserwacji. To bardzo istotne, bo gwiazda Ross 318 jest aktywnym czerwonym karłem. Takie gwiazdy potrafią mieć plamy, rozbłyski i zmiany magnetyczne, które mogą udawać sygnał planety. Długi zapis pozwala lepiej oddzielić stabilny, orbitalny rytm od kaprysów samej gwiazdy. Co ciekawe, została ona odkryta m.in. przez astronomów amatorów, którzy oczywiście dostali wsparcie od profesjonalistów.
Superziemia zaraz przy czerwonym karle
Ross 318 b, znana też jako Gliese 48, jest czerwonym karłem typu M3.5 V. Czerwone karły są chłodniejsze, mniejsze i słabsze od Słońca, ale w Drodze Mlecznej występują bardzo licznie. Ross 318 ma temperaturę efektywną ok. 3450 K, czyli wyraźnie niższą niż Słońce, a jej okres obrotu wynosi ok. 51,5 dnia.
Jak czytamy na łamach Nauka w Polsce, planeta wykonuje pełny obieg wokół tej gwiazdy w 39,63 dnia. Jej minimalna masa to 6,21 masy Ziemi, dlatego zalicza się ją do superziem. To nie oznacza lepszej Ziemi od naszej, tylko planetę większą i masywniejszą od naszej, ale mniejszą od gazowych olbrzymów takich jak Uran czy Neptun. Takie światy mogą być skaliste, bogate w wodę albo otoczone grubszą atmosferą, lecz sama masa nie wystarcza, by rozstrzygnąć ich budowę.
Szacowany promień Ross 318 b wynosi ok. 1,74 promienia Ziemi. To wartość modelowa, bo planeta nie przechodzi na tle tarczy gwiazdy z naszej perspektywy. Dane z satelity TESS nie pokazały tranzytów, czyli regularnych spadków jasności gwiazdy powodowanych przejściem planety przed jej tarczą. Brak tranzytu utrudnia dokładne zmierzenie promienia i zbadanie atmosfery, ale nie przekreśla dalszych obserwacji innymi metodami.
Jedna strona może mieć wieczny dzień, druga wieczną noc
Planeta krąży w odległości ok. 0,16 jednostki astronomicznej od swojej gwiazdy. Jednostka astronomiczna to średnia odległość Ziemi od Słońca, czyli ok. 150 mln km. Ross 318 b znajduje się więc znacznie bliżej swojego słońca niż Merkury naszego Słońca. Przy czerwonym karle nie oznacza to jednak automatycznie piekła, bo sama gwiazda świeci znacznie słabiej.
Temperatura równowagowa planety została oszacowana na ok. 237 K, czyli ok. -36 st. C. To teoretyczna wartość wynikająca z bilansu promieniowania, bez uwzględnienia efektu cieplarnianego, chmur, składu atmosfery czy rozkładu ciepła. Dla porównania: Ziemia ma temperaturę równowagową ok. -18 st. C, ale dzięki atmosferze średnia temperatura powierzchni jest znacznie wyższa.
Najciekawsze dotyczy jednak samej rotacji. Tak bliska orbita wokół czerwonego karła sprzyja blokadzie pływowej. To stan, w którym planeta obraca się wokół własnej osi w takim samym tempie, w jakim obiega gwiazdę. Efekt znamy z Księżyca: z Ziemi widzimy zawsze tę samą jego stronę. Gdyby Ross 318 b była pływowo zablokowana, jedna jej półkula stale patrzyłaby na gwiazdę, a druga tkwiłaby w ciemności.
Ekosfera to jeszcze nie obietnica życia, ale jest światełko w tunelu
Autorzy pracy wskazują, że Ross 318 b znajduje się w konserwatywnej ekosferze swojej gwiazdy. Ekosfera, nazywana też strefą zamieszkiwalną, to obszar wokół gwiazdy, w którym planeta o odpowiednich właściwościach mogłaby utrzymać wodę w stanie ciekłym na powierzchni. Istotne jest jednak słowo mogłaby.
Sama obecność w ekosferze nie mówi jeszcze, czy planeta ma wodę, atmosferę ani warunki przyjazne życiu. Wenus znajduje się blisko wewnętrznej granicy strefy sprzyjającej wodzie w naszym Układzie Słonecznym, ale jej powierzchnia jest skrajnie gorąca przez potężny efekt cieplarniany. Mars z kolei ma ślady dawnej wody, ale dziś jest zimny i ma bardzo rzadką atmosferę. Ekosfera jest więc punktem startu do dalszych pytań, nie gotową odpowiedzią.
Przeczytaj także:
W przypadku Ross 318 b pytań jest jeszcze sporo. Czy planeta jest skalista? Czy zachowała atmosferę mimo aktywności magnetycznej czerwonego karła? Czy rozbłyski gwiazdy nie zdmuchnęły lekkich gazów z jej górnych warstw? Czy po stronie nocnej nie dochodzi do zamarzania atmosfery, jeśli ta jest zbyt cienka? To wszystko trzeba dopiero sprawdzić.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
