Wspomniana gwiazda to czerwony karzeł L 98-59. W jej układzie obecne są co najmniej cztery planety. Nowe obserwacje potwierdzają to, co sugerowały już wcześniejsze badania – że jedna z tych planeto to planeta skalista o połowie masy Wenus. Nowe obserwacje doprowadziły też jednak do odkrycia kolejnych planet w układzie, w tym planetę oceaniczną i taką, która wydaje się być superziemią zlokalizowaną w samym środku ekosfery gwiazdy, czyli tak zwanej strefy zamieszkiwalnej.
„Planeta znajdująca się w strefie zamieszkiwalnej może posiadać atmosferę, chroniącą i podtrzymującą życie.”, powiedziała astrofizyk María Rosa Zapatero Osorio z Centrum Astrobiologii w Hiszpanii.
Odkrycia dokonane wokół L 98-59 mają ogromne znaczenie, nie tylko w kwestii poszukiwania planet potencjalnie nadających się do zamieszkania, ale również planet skalistych w ogóle. Obserwacja planety o połowie masy Wenus była przełomem. To bowiem najmniej masywna planeta, której masę udało się zmierzyć, badając jej wpływ grawitacyjny na położenie jej gwiazdy macierzystej.
Różnorodność metod detekcji planet
Chociaż w Drodze Mlecznej znajduje się potencjalnie znacznie więcej planet niż gwiazd, do tej pory zidentyfikowaliśmy tylko kilka tysięcy egzoplanet. To dlatego że są dużo mniejsze niż gwiazdy i odbijają niewiele światła – po prostu trudno je zauważyć. Większość egzoplanet odkrywa się metodą tranzytu. Opiera się ona na zmianach jasności gwiazdy. Kiedy egzoplaneta przechodzi przed tarczą gwiazdy, jasność gwiazdy spada.
Wykorzystuje się w tym celu między innymi także metodę prędkości radialnej, polegającą na obserwowaniu zmian długości fal światła emitowanego przez gwiazdę – Efektu Dopplera. Gdy egzoplaneta krąży wokół gwiazdy, wywiera niewielki wpływ grawitacyjny, który sprawia, że gwiazda delikatnie się kołysze. W rezultacie gwiazda nieznacznie, ale regularnie, przybliża się i oddala od Ziemi, co z kolei wpływa na długość fal jej światła, które do nas docierają. Im większa planeta, tym bardziej ten efekt jest zauważalny.
Układ większy niż myślano
Układ L 98-59 został odkryty w 2019 roku, wraz z trzema planetami krążącymi wokół gwiazdy. Dostrzegł go teleskop kosmiczny TESS, wykorzystujący metodę tranzytu. Metoda tranzytu pozwoliła pozyskać pewne informacje o samych planetach, na przykład o ich przybliżonym rozmiarze. Pomiary prędkości radialnej pozwoliłyby jednak otrzymać dodatkowe dane – na przykład o masie planety. To z kolei pozwoliłoby obliczyć gęstość obiektów i dość dobrze określić ich skład. Gęstsze planety to planety skaliste, a te charakteryzujące się mniejszą gęstością to planety gazowe.
W związku z powyższym zespół astronomów, którym kierował Olivier Demangeon Uniwersytetu w Porto wykorzystał Bardzo Duży Teleskop (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), aby dokonać pomiarów prędkości radialnej gwiazdy L 98-59. Właśnie w ten sposób potwierdzono że najbardziej wewnętrzna planeta układu charakteryzuje się połową masy Wenus i prawdopodobnie jest planetą skalistą.
Druga najbardziej wewnętrzna planeta układu, 1,4 razy większa niż Ziemia, także zapewne jest planetą skalistą. Trzecia jest około 1,5 razy większa niż Ziemia i charakteryzuje się od niej dwa razy większą masą. Jej profil gęstości sugeruje dużą zawartość wody. Woda może stanowić aż 30 procent jej masy, co czyniłoby ją światem oceanicznym.
Pomiary prędkości radialnej zasugerowały też, że w układzie znajdują się dwie dodatkowe egzoplanety, które nie krążą w tej samej płaszczyźnie co inne. Jako że nie przechodzą one przed tarczą gwiazdy, nie zarejestrowano ich metodą tranzytu. Pierwsza jest około trzy razy masywniejsza niż Ziemia, a jej okres orbitalny wynosi około 12,8 dnia. Na temat drugiej jest wiele niepewności, ale jest ona naprawdę interesująca.
Planeta w ekosferze gwiazdy
Wygląda na to, że druga planeta odkryta metodą prędkości radialnej jest 2,46 razy masywniejsza od Ziemi, a jej okres orbitalny wynosi około 23 dni. Może się wydawać, że to niewiele, ale czerwone karły są znacznie chłodniejsze niż Słońce, a więc tak naprawdę egzoplaneta znajduje się w idealnej odległości od gwiazdy – tam gdzie nie jest ani za zimno, ani za ciepło.
Niestety, musielibyśmy zaobserwować tranzyt planety, aby móc dowiedzieć się, czy ta posiada atmosferę. Oznacza to, że nie będzie ona najlepszym obiektem przyszłych badań. Jej istnienie pokazuje jednak, że układy planetarne mogą skrywać wiele asów w rękawach. Kto wie, co jeszcze zawierają układy, którym do tej pory przyjrzeliśmy się tylko metodą tranzytu.
Źródło: ESO, fot. tyt. ESO/M. Kornmesser