Karzeł niósł też inne światy!
25 kwietnia 2007
Astronomowie odkryli najbardziej podobną do Ziemi planetę poza naszym Układem Słonecznym, egzoplanetę o promieniu tylko o 50% większym od Ziemi i zdolną do posiadania wody w stanie ciekłym. Za pomocą 3,6-metrowego teleskopu ESO, zespół szwajcarskich, francuskich i portugalskich naukowców odkrył super-Ziemię o masie około 5 razy większej od masy Ziemi, która krąży wokół czerwonego karła, o którym już wcześniej wiedziano, że jest siedliskiem planety o masie Neptuna. Astronomowie mają również mocne dowody na obecność trzeciej planety o masie około 8 mas Ziemi.
Ta egzoplaneta – jak astronomowie nazywają planety krążące wokół gwiazdy innej niż Słońce – jest najmniejszą z dotychczas odkrytych, a jej pełna orbita trwa 13 dni. Znajduje się 14 razy bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca. Jednak biorąc pod uwagę fakt, że jej gwiazda goszcząca, czerwony karzeł Gliese 581 , jest mniejsza i chłodniejsza niż Słońce – a przez to mniej jasna – planeta leży w strefie zamieszkiwalnej, czyli w regionie wokół gwiazdy, gdzie woda może być w stanie ciekłym! Nazwa planety to Gliese 581 c.
„Oszacowaliśmy, że średnia temperatura tej super-Ziemi leży pomiędzy 0 a 40 stopni Celsjusza, a zatem woda byłaby w stanie ciekłym”, wyjaśnia Stéphane Udry, z Obserwatorium Genewskiego (Szwajcaria) i główny autor pracy przedstawiającej wyniki. „Co więcej, jej promień powinien być tylko 1,5 raza większy od promienia Ziemi, a modele przewidują, że planeta powinna być albo skalista – jak nasza Ziemia – albo całkowicie pokryta oceanami”, dodaje.
„Ciekła woda jest krytyczna dla życia, jakie znamy”, twierdzi Xavier Delfosse, członek zespołu z Uniwersytetu w Grenoble (Francja). „Ze względu na swoją temperaturę i względną bliskość, planeta ta będzie najprawdopodobniej bardzo ważnym celem przyszłych misji kosmicznych poświęconych poszukiwaniu życia pozaziemskiego. Na mapie skarbów Wszechświata można by pokusić się o zaznaczenie tej planety znakiem X.”
Gwiazda gospodarza, Gliese 581, należy do 100 najbliższych nam gwiazd, znajduje się zaledwie 20,5 roku świetlnego od nas w gwiazdozbiorze Libry („Wagi”). Jej masa wynosi zaledwie jedną trzecią masy Słońca. Takie czerwone karły są wewnętrznie co najmniej 50 razy słabsze od Słońca i są najbardziej rozpowszechnionymi gwiazdami w naszej Galaktyce: wśród 100 najbliższych Słońcu gwiazd 80 należy do tej klasy.
„Czerwone karły są idealnymi celami do poszukiwania planet o niskiej masie, na których woda mogłaby być w stanie ciekłym. Ponieważ takie karły emitują mniej światła, strefa zamieszkiwalna jest znacznie bliżej nich niż wokół Słońca” – podkreśla Xavier Bonfils, współpracownik z Uniwersytetu Lizbońskiego. Planety leżące w tej strefie są łatwiejsze do wykrycia za pomocą metody prędkości radialnych, najbardziej skutecznej w wykrywaniu egzoplanet.
Dwa lata temu ten sam zespół astronomów znalazł już planetę wokół Gliese 581 (patrz informacja prasowa ESO eso0539). Planeta o masie 15 mas Ziemi, czyli podobnej do masy Neptuna, okrąża swoją gwiazdę w ciągu 5,4 dnia. W tym czasie astronomowie dostrzegli już wskazówki wskazujące na istnienie innej planety. Wykonali więc nowy zestaw pomiarów i znaleźli nową super-Ziemię, ale także wyraźne wskazówki dla innej planety, o masie 8 mas Ziemi, której orbita trwa 84 dni. Układ planetarny otaczający Gliese 581 zawiera zatem nie mniej niż 3 planety o masie 15 mas Ziemi lub mniejszej, i jako taki jest dość niezwykłym układem.
Odkrycia dokonano dzięki HARPS (High Accuracy Radial Velocity for Planetary Searcher), prawdopodobnie najbardziej precyzyjnemu spektrografowi na świecie. Umieszczony na 3,6-m teleskopie ESO w La Silla, Chile, HARPS jest w stanie mierzyć prędkości z dokładnością lepszą niż jeden metr na sekundę (lub 3,6 km/h)! HARPS jest jednym z najbardziej udanych instrumentów do wykrywania egzoplanet i posiada już kilka ostatnich rekordów, w tym odkrycie kolejnego „Trio Neptunów” (Informacja Prasowa ESO eso0618, patrz także Informacja Prasowa ESO eso0427).
Wykrywane zmiany prędkości wynoszą od 2 do 3 metrów na sekundę, co odpowiada około 9 km/h! Jest to prędkość człowieka idącego szybkim krokiem. Tak małe sygnały nie mogłyby być odróżnione od „zwykłego szumu” przez większość dostępnych dziś spektrografów.
„HARPS jest unikalną maszyną do polowania na planety”, mówi Michel Mayor, z Geneva Observatory, i główny badacz HARPS. „Biorąc pod uwagę niesamowitą precyzję HARPS-a, skoncentrowaliśmy nasze wysiłki na planetach o niskiej masie. I możemy bez wątpienia powiedzieć, że HARPS odniósł wielki sukces: z 13 znanych planet o masie poniżej 20 mas Ziemi, 11 zostało odkrytych za pomocą HARPS!”
HARPS jest również bardzo skuteczny w znajdowaniu układów planetarnych, gdzie trzeba odkryć drobne sygnały. Dwa systemy, o których wiadomo, że mają trzy planety o niskiej masie – HD 69830 i Gl 581 – zostały odkryte przez HARPS.
„I jesteśmy pewni, że biorąc pod uwagę dotychczasowe wyniki, znalezienie planety o masie Ziemi wokół czerwonego karła jest w zasięgu ręki”, potwierdza Mayor.
Notes
: Stosując metodę prędkości radialnych, astronomowie mogą uzyskać jedynie minimalną masę (gdyż jest ona mnożona przez sinus nachylenia płaszczyzny orbity do linii wzroku, który jest nieznany). Ze statystycznego punktu widzenia jest to jednak często masa zbliżona do rzeczywistej masy układu. Dwa inne układy mają masę zbliżoną do tej. Lodowa planeta wokół OGLE-2005-BLG-390L, odkryta przez mikrosoczewkowanie za pomocą sieci teleskopów, w tym jednego w La Silla (ESO 03/06), ma (rzeczywistą) masę 5,5 masy Ziemi. Orbituje ona jednak znacznie dalej od swojej małej gwiazdy-gospodarza niż obecna i jest przez to znacznie chłodniejsza. Drugą planetą jest jedna z planet otaczających gwiazdę Gliese 876. Ma ona minimalną masę 5,89 mas Ziemi (i prawdopodobną rzeczywistą masę 7,53 mas Ziemi) i uzupełnia orbitę w mniej niż 2 dni, co czyni ją zbyt gorącą, aby mogła na niej występować woda w stanie ciekłym.
: Gl 581, lub Gliese 581, jest 581. wpisem w Katalogu Gliese, który wymienia wszystkie znane gwiazdy w odległości 25 parseków (81,5 lat świetlnych) od Słońca. Został on pierwotnie skompilowany przez Gliese i opublikowany w 1969 roku, a następnie zaktualizowany przez Gliese i Jahreiss w 1991 roku.
: Ta fundamentalna metoda obserwacyjna opiera się na wykrywaniu zmian w prędkości gwiazdy centralnej, spowodowanych zmianą kierunku grawitacyjnego przyciągania od (niewidocznej) egzoplanety, gdy krąży ona wokół gwiazdy. Ocena zmierzonych zmian prędkości pozwala na wyznaczenie orbity planety, w szczególności okresu i odległości od gwiazdy, jak również minimalnej masy.
Więcej informacji
Badania te zostały przedstawione w pracy złożonej jako Letter to the Editor w Astronomy and Astrophysics („The HARPS search for southern extra-solar planet : XI. An habitable super-Earth (5 MEarth) in a 3-planet system”, autorstwa S. Udry et al.) Artykuł jest dostępny pod adresem http://obswww.unige.ch/~udry/udry_preprint.pdf.
W skład zespołu wchodzą Stéphane Udry, Michel Mayor, Christophe Lovis, Francesco Pepe, i Didier Queloz (Geneva Observatory, Szwajcaria), Xavier Bonfils (Lisbonne Observatory, Portugalia), Xavier Delfosse, Thierry Forveille, i C.Perrier (LAOG, Grenoble, Francja), François Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Francja), and Jean-Luc Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Francja)
Kontakty
Stéphane Udry
Obserwatorium Uniwersytetu Genewskiego
Genewa, Szwajcaria
Tel: +41 22 379 22 00
Email: [email protected]
Michel Mayor
Observatory of Geneva University
Geneva, Switzerland
Email: [email protected]
Xavier Delfosse
LAOG
Francja
Tel: +33 476 51 42 06
Email: [email protected]
Thierry Forveille
LAOG
Francja
Email: [email protected]
Xavier Bonfils
Lisbonne Observatory
Lisbonne, Portugalia
Tel: +351 21 361 67 43
Email: [email protected]
Connect with ESO on social media
.