Teleskop VLT ujawnił intrygujące informacje na temat układu planetarnego L 98-59, który znajduje się 35 lat świetlnych od Ziemi. Obserwacje wykazały istnienie co najmniej czterech planet, z czego jedna wydaje się być wodnym światem w całości pokrytym oceanem.
Obserwacje z wykorzystaniem Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile, należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego, pozwoliły lepiej scharakteryzować planety krążące wokół czerwonego karła L 98-59. Wcześniej teleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) odkrył w tym systemie trzy planety – jedną o 20 proc. mniejszą od Ziemi oraz dwie większe od naszej planety o 40 i 60 proc. Wyniki niedawnych obserwacji ukazały się na łamach pisma „Astronomy & Astrophysics” (DOI: 10.1051/0004-6361/202140728).
Nowe obserwacje systemu L 98-59 przeprowadzone przez zespół naukowców kierowany przez dr Oliviera Demangeona z Uniwersytetu w Porto wykazały, że w układzie tym krążą cztery planety, a naukowcy podejrzewają, że jest także piąta, ale jeszcze nie zdobyli przekonujących dowodów na jej istnienie.
Badania przy użyciu VLT pozwoliły ustalić, że planeta krążąca najbliżej czerwonego karła, czyli L 96-59b, ma masę mniejszą niż połowa masy Wenus. Dalsze badania ujawniły, że ta skalista planeta jest niezwykle lekka i ma gęstość mniej więcej dwie trzecie mniejszą od Ziemi. Druga w kolejności licząc od gwiazdy macierzystej planeta to również skalisty świat. Jest on 1,4 razy większy od naszej planety. Trzecia egzoplaneta jest około 1,5 razy większa i ma dwa razy większą masę niż Ziemia, a jej profil sugeruje wysoką zawartość wody, która może stanowić nawet 30 proc. jej masy, co czyni ją światem oceanicznym.
Pomiary z wykorzystaniem metody prędkości radialnych zarejestrowały dwa okresowe sygnały, które nie pasowały do żadnej ze wstępnie scharakteryzowanych planet. Sugerowały one, że w układzie są jeszcze dwa światy, które nie krążą w tej samej płaszczyźnie co inne, dlatego nie dało się ich wykryć metodą tranzytu, którą stosuje teleskop TESS.
Pierwszy z odkrytych metodą prędkości radialnych światów ma masę około trzy razy większą niż Ziemia, a okres orbitalny wynosi około 12,8 dnia. Drugi, choć ta detekcja wydaje się jeszcze niepewna, wydaje się mieć masę 2,46 mas Ziemi, z okresem orbitalnym wynoszącym około 23 dni.
W Drodze Mlecznej jest potencjalnie o wiele więcej egzoplanet niż gwiazd. Jednak odkrywanie ich i badanie nie jest łatwe. To dlatego, że są dużo mniejsze, ciemniejsze i trudniejsze do zauważenia. Opracowane przez naukowców metody najlepiej sprawdzają się na bardziej masywnych egzoplanetach, które krążą stosunkowo blisko swoich gwiazd.
Najczęściej stosowaną techniką do wykrywania planet krążących wokół innych gwiazd jest metoda tranzytu. Dzięki niej astronomowie odkryli w ciągu ostatnich dwóch dekad tysiące pozasłonecznych światów.
W metodzie tej dokonuje się pomiarów jasności gwiazd w poszukiwaniu niewielkich, regularnych osłabień blasku, które mogły być spowodowane obiegiem planety wokół gwiazdy. Jeśli płaszczyzna orbity planety jest odpowiednio ustawiona względem naszej linii widzenia, to taka planeta będzie okresowo przechodzić przed swoją gwiazdą – dokonywać tranzytu, co spowoduje okresowy spadek jasności.
Metoda prędkości radialnych poszukuje zmian pozycji gwiazdy. W technice tej bada się ruch gwiazdy na linii widzenia Ziemia-gwiazda (jej zbliżanie i oddalanie się od nas) wywołany przez okrążającą ją planetę. Dzieje się tak, ponieważ planety wywierają bardzo mały wpływ grawitacyjny na swoje gwiazdy, powodując, że te w bardzo niewielkim stopniu poruszają się. Im masywniejsza egzoplaneta, tym wyraźniejszy sygnał.
Metoda tranzytu może dostarczyć pewnych informacji na temat planety, jak chociażby jej przybliżony rozmiar, który można oszacować na podstawie stopnia przyciemnienia światła gwiazdy. Pomiary prędkości radialnych dają więcej informacji. Na podstawie tego, jak bardzo porusza się gwiazda, astronomowie mogą obliczyć masę egzoplanety. Gdy poznają masę i rozmiar planety, mogą obliczyć jej gęstość, co oznacza, że możemy dobrze określić jej skład, bo gęstsze egzoplanety są prawdopodobnie skaliste, podczas gdy te „puszyste” są najprawdopodobniej gazowe.
- Jeśli chcemy wiedzieć, z czego zbudowana jest planeta, minimum, którego potrzebujemy, to jej masa i promień – wyjaśnił Demangeon.
Uczeni ustalili, że co najmniej trzy z wykrytych planet znajdują się w tzw. ekosferze, czyli na orbicie, w której obrębie mogą panować warunki sprzyjające powstaniu życia, jakie znamy. Najistotniejszym elementem ekosfery jest występowanie wody w stanie ciekłym.
Odkrycia te są szczególnie interesujące dla astrobiologów. Wykrywanie biosygnatur na egzoplanetach zależy od zdolności badania jej atmosfery. Nasze obecne teleskopy nie są wystarczająco duże, aby osiągnąć niezbędną do tego rozdzielczość, zwłaszcza jeśli chodzi o małe planety. Jednak budowane obserwatoria mogą być w stanie dostrzec ślady obcego życia, jeśli jakieś w ogóle tam są, co czyni ten układ niezwykle atrakcyjny do przyszłych badań.
Dwie planety znajdujące się najbliżej gwiazdy w układzie L 98-59 są prawdopodobnie suche, ale mogą zawierać niewielkie ilości wody, czy lodu wodnego w zacienionych kraterach. Trzecia planeta to wodny świat. Dwa kolejne światy odkryte metodą prędkości radialnych mają ciasne orbity, ale to nie oznacza, że nie może na nich występować ciekła woda. Ekosfera w przypadku czerwonych karłów znajduje się znacznie bliżej gwiazdy, dlatego, że tego typu gwiazdy są znacznie chłodniejsze od Słońca. Oznacza to, że oba światy znajdowałaby się w umiarkowanej odległości od gwiazdy i mogłyby sprzyjać powstaniu i podtrzymaniu życie, jakie znamy.
Źródło: ESO, fot. ESO/M. Kornmesser
