Vos už 26 šviesmečių atrastoje superžemėje tikriausiai yra atmosfera

Per pastaruosius 25 metus astronomai specialiai planetų paieškoms sukonstruotais instrumentais atrado įvairiausių planetų, iš uolienų, ledo, dujų. O skirtingomis stebėjimo technikomis dar ir nustatė daugelio egzoplanetų mases, dydžius – tad ir tankius, – o taip galima tiksliau įvertinti vidinę jų sudėtį.

Tačiau tyrinėti uolinių planetų atmosferas ir tokias Žemės tipo egzoplanetas išsamiai charakterizuoti turimais instrumentai yra labai sudėtinga. Dėl to uolinių planetų atmosferų modeliai tebėra neištirti.

Todėl įdomu, kad CARMENES (Calar Alto high- Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical échelle Spectrographs) konsorciumas, kuriame kaip partneris dalyvauja ir Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), publikavo Max Planck astronomijos instituto Heidelberge (Vokietija) astronomų, kuriems vadovavo Trofimo Trofimovo tyrimą apie karštą suoeržemč, skriejančią apie netoliese esančią raudonąją nykštukę Gliese 486, vos už 26 šviesmečių nuo Saulės.

Tam mokslininkai panaudojo kombinuotą tranzitinės fotometrijos ir radialinio greičio spktrometrijos metodus, ir dar, be visa kita, stebėjimus MuSCAT2 (Multicolour Simultaneous Camera for studying Atmospheres of Transiting exoplanets) instrumentu 1,52m skersmens Carlos Sánchez teleskopu Teide observatorijoje. Šio tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Science.

Trifonovą „faktas, kad ši planeta taip arti savo žvaigždės jaudina, nes bus įmanoma ištirti ją detaliau galingesniais teleskopais, tokiais, kaip greitai iškelsiamas James Webb kosminis teleskopas ir statomas ELT (Extremely Large Telescope).“

Gliese 486b diena trunka tiek pat, kiek ir metai, tad į žvaigždę visados atgręžta ta pati jos pusė. Nors Gliese 486 daug blankesnė ir vėsesnė už Saulę, jos spinduliavimas planetos paviršių įkaitina bent iki 700K (430 Celsijaus laipsnių). Dėl to Gliese 486b paviršius veikiau primena ne Žemės, o Veneros paviršių, išdžiuvusį su liepsnojančiomis lavos upėmis. Tačiau, kitaip nei Veneroje, Gliese 486b atmosfera gali būti reta.

Skaičiavimai, atlikti, remiantis egzistuojančiais planetų atmosferų modeliais, gali tiki tiek karštiems paviršiams, tiek ir retoms atmosferoms, nes žvaigždžių spinduliavimas stengiasi išgarinti atmosferą, o planetos gravitacija – ją išlaikyti. Nustatyti šių besivaržančių jėgų balansą dabar sudėtinga.

„Gliese 486b atradimas buvo sėkmė. Jeigu ji būtų maždaug šimtu laipsnių karštesnė, visas jos paviršius būtų lava, o atmosfera būtų išgaravusi,“ aiškin José Antonio Caballero, Astrobiologijos centro (CAB, CSIC-INTA) tyrėjas ir straipsnio bendraautorius. „Antra vertus, jei Gliese 486b būtų maždaug šimtu laipsnių vėsesnė, stebėjimams ji netiktų.“

Planuojamais CARMENES komandos stebėjimais bus bandoma nustatyti planetos orbitos inklinaciją, dėl kurios Gliese 486b gali kirsti regos liniją tarp mūsų ir žvaigždės paviršiaus, šiek tiek pridengdama jos spinduliavimą ir atlikdama tranzitą.

Kuomet apšviesti pusrutulio plotai matomi (analogiškai, kaip Mėnulio fazės), komanda atliks emisinės spektroskopijos matavimus. Spektre bus informacija apie apšviesto karšto planetos paviršiaus sąlygas.

„Nekantraujame, kol bus prieinami nauji teleskopai,“ pripažįsta Trifonovas. „Rezultatai, kuriuos galėsime jais gauti, padės geriau suprasti uolinių planetų atmosferas, jų išorines ribas, aukštą tankį, sudėtį ir įtaką energijos pasiskirstymui planetose.“

CARMENES projektas, sudarytas iš 11 tyrimų institutų Ispanijoje ir Vokietijoje, stebi 350 raudonųjų nykštukių, ieškodamas Žemės tipo planetų, naudodamas 3,5 m teleskopo Calar Alto observatorijoje (Ispanija) spektrografą. Pateiktame tyrime dar naudoti ir spektroskopiniai matavimai Gliese 486b masei nustatyti. Stebėjimai atlitki MAROON-X instrumentu Gemini North (8,1m) JAV, ir archyviniai duomenys, gauti Keck 10 m teleskopu (JAV) ir 3,6 m ESO teleskopu Čilėje.

Fotometriniai stebėjimai gauti iš NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) kosminės observatorijos, (JAV), kurios duomenys buvo planetos spindulio duomenų gavimo pagrindas, iš MuSCAT2 instrumento 1,52m Carlos Sánchez teleskope Teide observatorijoje (Ispanija) ir iš LCOGT (Las Cumbres Observational Global Telescope) Čilėje.

Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)
scitechdaily.com

Nuoroda: „A nearby transiting rocky exoplanet that is suitable for atmospheric investigation“ by T. Trifonov, J. A. Caballero, J. C. Morales, A. Seifahrt, I. Ribas, A. Reiners, J. L. Bean, R. Luque, H. Parviainen, E. Pallé, S. Stock, M. Zechmeister, P. J. Amado, G. Anglada-Escudé, M. Azzaro, T. Barclay, V. J. S. Béjar, P. Bluhm, N. Casasayas-Barris, C. Cifuentes, K. A. Collins, K. I. Collins, M. Cortés-Contreras, J. de Leon, S. Dreizler, C. D. Dressing, E. Esparza-Borges, N. Espinoza, M. Fausnaugh, A. Fukui, A. P. Hatzes, C. Hellier, Th. Henning, C. E. Henze, E. Herrero, S. V. Jeffers, J. M. Jenkins, E. L. N. Jensen, A. Kaminski, D. Kasper, D. Kossakowski, M. Kürster, M. Lafarga, D. W. Latham, A. W. Mann, K. Molaverdikhani, D. Montes, B. T. Montet, F. Murgas, N. Narita, M. Oshagh, V. M. Passegger, D. Pollacco, S. N. Quinn, A. Quirrenbach, G. R. Ricker, C. Rodríguez López, J. Sanz-Forcada, R. P. Schwarz, A. Schweitzer, S. Seager, A. Shporer, M. Stangret, J. Stürmer, T. G. Tan, P. Tenenbaum, J. D. Twicken, R. Vanderspek and J. N. Winn, 5 March 2021, Science.
DOI: 10.1126/science.abd7645