Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Potentieel bewoonbare exo-Venus met aardachtige temperatuur ontdekt

Gliese 12 b, die rond een koele, rode dwergster draait die zich op slechts 40 lichtjaar afstand bevindt, belooft astronomen meer te vertellen over hoe planeten dicht bij hun sterren hun atmosfeer behouden of verliezen. In het concept van deze kunstenaar is Gliese 12 b weergegeven met behoud van een ijle sfeer. Krediet:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Astronomen hebben de zeldzame en prikkelende ontdekking gedaan van een aardachtige exoplaneet op 40 lichtjaar afstand, die misschien net iets warmer is dan onze eigen wereld. Het nieuwe artikel "Gliese 12 b, A Temperate Earth-sized Planet at 12 Parsecs Discovered with TESS and CHEOPS", is gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .



De potentieel bewoonbare planeet, genaamd Gliese 12 b, draait elke 12,8 dagen rond zijn moederster, is qua grootte vergelijkbaar met Venus – dus iets kleiner dan de aarde – en heeft een geschatte oppervlaktetemperatuur van 42°C (107°F), wat lager is dan de aarde. dan de meeste van de ongeveer 5.000 exoplaneten die tot nu toe zijn bevestigd.

Dat veronderstelt echter dat er geen atmosfeer is, wat de cruciale volgende stap is om vast te stellen of het bewoonbaar is. Het kan een aarde-achtige atmosfeer hebben, een die meer lijkt op die van Venus – die een op hol geslagen broeikaseffect ondervond waardoor het een hellegat van 400°C (752°F) werd – geen atmosfeer, of misschien een ander soort atmosfeer die niet voorkomt in onze zonne-energie. systeem.

Het krijgen van een antwoord is van cruciaal belang omdat het zou onthullen of Gliese 12 b temperaturen kan handhaven die geschikt zijn voor vloeibaar water (en mogelijk leven) op het oppervlak, terwijl het ook antwoorden ontsluit over hoe en waarom de aarde en Venus zo verschillend zijn geëvolueerd.

Gliese 12 b is zeker niet de eerste aardachtige exoplaneet die ontdekt is, maar zoals NASA heeft gezegd, zijn er slechts een handvol soortgelijke werelden die een nadere beschouwing rechtvaardigen.

Het is aangekondigd als "de dichtstbijzijnde, doorgaande, gematigde wereld ter grootte van de aarde die zich tot nu toe bevindt" en een potentieel doelwit voor verder onderzoek door de James Webb-ruimtetelescoop.

De dichtstbijzijnde aardachtige exoplaneet – en mogelijk de bekendste – is Proxima Centauri b, die slechts vier lichtjaar verwijderd is. Omdat het echter geen wereld is die zich verplaatst, moeten we er nog veel over leren, inclusief de vraag of er een atmosfeer is en het potentieel om leven te herbergen.

De meeste exoplaneten worden ontdekt met behulp van de transitmethode, waarbij een planeet vanuit ons gezichtspunt voor zijn ster langs beweegt, wat een dip in de helderheid van de gastster veroorzaakt.

Tijdens een transit passeert het licht van de ster ook de atmosfeer van een exoplaneet en worden sommige golflengten geabsorbeerd. Verschillende gasmoleculen absorberen verschillende kleuren, dus de doorvoer levert een reeks chemische vingerafdrukken op die kunnen worden gedetecteerd door telescopen zoals Webb.

Gliese 12 b zou ook significant kunnen zijn omdat het kan helpen onthullen of de meerderheid van de sterren in ons Melkwegstelsel – dat wil zeggen:koele sterren – zijn in staat gematigde planeten te huisvesten die een atmosfeer hebben en daarom bewoonbaar zijn.

Hij draait rond een koele rode dwergster genaamd Gliese 12, die bijna 40 lichtjaar verwijderd is van de aarde in het sterrenbeeld Vissen.

“Gliese 12 b is een van de beste doelen om te onderzoeken of planeten ter grootte van de aarde die in een baan rond koele sterren draaien hun atmosfeer kunnen behouden, een cruciale stap om ons begrip van de bewoonbaarheid van planeten in onze Melkweg te vergroten”, zegt Shishir Dholakia, een promovendus aan de Universiteit van Californië. Centrum voor Astrofysica aan de Universiteit van Zuid-Queensland in Australië.

Hij leidde samen met Larissa Palethorpe, een promovendus aan de Universiteit van Edinburgh en University College London, een onderzoeksteam.

De gastster van de exoplaneet is ongeveer 27% van de grootte van onze zon en heeft een oppervlaktetemperatuur die ongeveer 60% van die van onze eigen ster bedraagt.

De afstand tussen Gliese 12 en de nieuwe planeet bedraagt ​​echter slechts 7% van de afstand tussen de aarde en de zon. Gliese 12 b ontvangt daarom 1,6 keer meer energie van zijn ster dan de aarde van de zon, en ongeveer 85% van wat Venus ervaart.

De geschatte omvang van Gliese 12 b kan net zo groot zijn als de aarde, of iets kleiner – vergelijkbaar met Venus in ons zonnestelsel. Het concept van deze kunstenaar vergelijkt de aarde met verschillende mogelijke Gliese 12 b-interpretaties, van een zonder atmosfeer tot een met een dikke Venus-achtige. Krediet:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Dit verschil in zonnestraling is belangrijk omdat het betekent dat de oppervlaktetemperatuur van de planeet sterk afhankelijk is van de atmosferische omstandigheden. Ter vergelijking met de geschatte oppervlaktetemperatuur van Gliese 12 b van 42°C (107°F), heeft de aarde een gemiddelde oppervlaktetemperatuur van 15°C (59°F).

"Atmosferen houden warmte vast en kunnen – afhankelijk van het type – de werkelijke oppervlaktetemperatuur aanzienlijk veranderen", legt Dholakia uit. "We citeren de 'evenwichtstemperatuur' van de planeet, wat de temperatuur is die de planeet zou hebben als er geen atmosfeer zou zijn.

“Een groot deel van de wetenschappelijke waarde van deze planeet is om te begrijpen wat voor soort atmosfeer deze zou kunnen hebben. Omdat Gliese 12 b tussen de hoeveelheid licht ligt die de aarde en Venus van de zon krijgen, zal het waardevol zijn voor het overbruggen van de kloof tussen deze twee. twee planeten in ons zonnestelsel."

Palethorpe voegde eraan toe:‘Men denkt dat de eerste atmosfeer van de aarde en Venus werd weggenomen en vervolgens werd aangevuld door vulkanische ontgassing en bombardementen van restmateriaal in het zonnestelsel.

"De aarde is bewoonbaar, maar Venus is niet te wijten aan het volledige verlies van water. Omdat Gliese 12 b qua temperatuur tussen de aarde en Venus ligt, zou de atmosfeer ons veel kunnen leren over de bewoonbaarheidsroutes die planeten afleggen tijdens hun ontwikkeling." P>

De onderzoekers gebruikten, samen met een ander team in Tokio, waarnemingen van NASA's TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) om hun ontdekking te helpen doen.

"We hebben de dichtstbijzijnde, doorgaande, gematigde wereld ter grootte van de aarde tot nu toe gevonden", zegt Masayuki Kuzuhara, een projectassistent-professor aan het Astrobiology Center in Tokio, die samen met Akihiko Fukui, een projectassistent, een onderzoeksteam leidde. hoogleraar aan de Universiteit van Tokio.

"Hoewel we nog niet weten of het een atmosfeer heeft, hebben we het gezien als een exo-Venus, met een vergelijkbare grootte en energie ontvangen van zijn ster als onze planetaire buur in het zonnestelsel."

Een belangrijke factor bij het behouden van een atmosfeer is de stormachtigheid van de ster. Rode dwergen zijn doorgaans magnetisch actief, wat resulteert in frequente, krachtige röntgenvlammen.

Analyses van beide teams concluderen echter dat Gliese 12 geen tekenen van dergelijk extreem gedrag vertoont, wat de hoop wekt dat de atmosfeer van Gliese 12 b nog steeds intact is.

"We kennen slechts een handvol gematigde planeten die vergelijkbaar zijn met de aarde en die allebei dicht genoeg bij ons staan ​​en voldoen aan andere criteria die nodig zijn voor dit soort onderzoek, genaamd transmissiespectroscopie, met behulp van de huidige faciliteiten", zegt Michael McElwain, een onderzoeksastrofysicus bij NASA's Goddard. Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en co-auteur van het artikel Kuzuhara en Fukui.

"Om de diversiteit van de atmosfeer en de evolutionaire resultaten voor deze planeten beter te begrijpen, hebben we meer voorbeelden nodig zoals Gliese 12 b."

Op 40 lichtjaar afstand van de aarde bevindt Gliese 12 b zich op ongeveer dezelfde afstand als het TRAPPIST-1-systeem.

Deze bestaat uit zeven planeten, allemaal ongeveer even groot als de aarde en waarschijnlijk rotsachtig, die rond een rode dwergster draaien.

Drie hiervan bevinden zich in de bewoonbare zone, maar ten minste twee (en waarschijnlijk allemaal) hebben geen atmosfeer en zijn waarschijnlijk onvruchtbaar. Toen ze acht jaar geleden voor het eerst werden ontdekt, werd de hoop verworpen dat het waterwerelden zouden kunnen zijn waar leven mogelijk is.

Meer informatie: Shishir Dholakia et al, Gliese 12 b, een gematigde planeet ter grootte van de aarde op 12 parsec ontdekt met TESS en CHEOPS, Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae1152

Journaalinformatie: Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society

Aangeboden door Royal Astronomical Society