Otkriven potencijalno nastanjiv egzoplanet s temperaturom sličnom Zemljinoj

Astronomi su otkrili rijedak i intrigantan egzoplanet, udaljen 40 svjetlosnih godina, koji je možda samo malo topliji od našeg planeta. Potencijalno nastanjiv planet, nazvan Gliese 12 b, orbitira oko svoje matične zvijezde svakih 12,8 dana. Veličine je usporedive s Venerom – dakle, nešto manji od Zemlje – i procjenjuje se da ima površinsku temperaturu od 42°C, što je niže od većine od preko 5.000 potvrđenih egzoplaneta.

To je pod pretpostavkom da planet nema atmosferu, što je ključni korak za utvrđivanje njegove nastanjivosti. Mogao bi imati atmosferu sličnu Zemljinoj, jednu sličniju Venerinoj – koja je doživjela efekt staklenika i pretvorila se u paklenu površinu od 400°C – ili možda potpuno drugačiju atmosferu koja nije prisutna u našem Sunčevom sustavu.

Odgovor na ovo pitanje je ključan jer bi otkrio može li Gliese 12 b održavati temperature pogodne za postojanje tekuće vode – i potencijalno života – na svojoj površini, dok bi također pružio odgovore o tome kako i zašto su se Zemlja i Venera razvijale tako različito.

Gliese 12 b: Cilj za Daljnja Istraživanja

Gliese 12 b nije prvi egzoplanet sličan Zemlji koji je otkriven, ali kako NASA kaže, postoji samo nekolicina svjetova poput njega koji zaslužuju bliži pogled. Nazvan je “najbližim, prolazećim, umjerenim svijetom veličine Zemlje otkrivenim do danas” i potencijalnom metom za daljnja istraživanja pomoću svemirskog teleskopa James Webb.

Najbliži egzoplanet sličan Zemlji – i vjerojatno najpoznatiji – je Proxima Centauri b, koji je udaljen samo četiri svjetlosne godine. Međutim, budući da ne prolazi ispred svoje zvijezde iz naše perspektive, još uvijek imamo mnogo toga za naučiti o njemu, uključujući ima li atmosferu i potencijal za održavanje života.

Metoda Tranzita

Većina egzoplaneta otkrivena je metodom tranzita, gdje planet prolazi ispred svoje zvijezde iz naše perspektive, uzrokujući pad u svjetlini matične zvijezde. Tijekom tranzita, svjetlost zvijezde također prolazi kroz atmosferu egzoplaneta i neki valovi svjetlosti se apsorbiraju. Različite molekule plina apsorbiraju različite valne duljine, pa tranzit pruža set kemijskih otisaka koji se mogu otkriti teleskopima poput Webba.

Gliese 12 b mogao bi biti značajan jer bi mogao otkriti mogu li većina zvijezda u našoj galaksiji – odnosno hladne zvijezde – imati umjerene planete s atmosferama i stoga biti nastanjivi. Ovaj planet orbitira oko hladne crvene patuljaste zvijezde nazvane Gliese 12, koja je udaljena gotovo 40 svjetlosnih godina od Zemlje u zviježđu Ribe.

“Gliese 12 b predstavlja jedan od najboljih ciljeva za proučavanje može li planeti veličine Zemlje koji orbitiraju oko hladnih zvijezda zadržati svoje atmosfere, što je ključni korak za napredovanje našeg razumijevanja nastanjivosti planeta širom naše galaksije,” rekao je Shishir Dholakia, doktorand na Centru za astrofiziku Sveučilišta Southern Queensland u Australiji.

Detalji Istraživanja

Dholakia je vodio istraživački tim zajedno s Larissom Palethorpe, doktorandom na Sveučilištu u Edinburghu i University College London. Zvijezda domaćin egzoplaneta je otprilike 27% veličine našeg Sunca i ima površinsku temperaturu koja je oko 60% temperature naše zvijezde.

Međutim, udaljenost koja razdvaja Gliese 12 i novi planet je samo 7% udaljenosti između Zemlje i Sunca. Stoga Gliese 12 b prima 1,6 puta više energije od svoje zvijezde nego što Zemlja prima od Sunca i oko 85% energije koju Venera prima. Ova razlika u sunčevom zračenju je važna jer znači da je površinska temperatura planeta visoko ovisna o uvjetima u njegovoj atmosferi.

Kao usporedba, Zemlja ima prosječnu površinsku temperaturu od 15°C. “Atmosfere zadržavaju toplinu i – ovisno o vrsti – mogu znatno promijeniti stvarnu površinsku temperaturu,” objasnio je Dholakia. “Navodimo ‘ravnotežnu temperaturu’ planeta, što je temperatura koju bi planet imao da nema atmosferu.”

Istraživačka Vrijednost

“Mnoge znanstvene vrijednosti ovog planeta leže u razumijevanju kakvu atmosferu bi mogao imati. Budući da Gliese 12 b dobiva količinu svjetlosti koja je između one koju Zemlja i Venera dobivaju od Sunca, bit će vrijedan za premošćivanje jaza između ova dva planeta u našem Sunčevom sustavu,” dodao je Dholakia.

Palethorpe je dodala, “Smatra se da su prve atmosfere Zemlje i Venere bile uništene i zatim obnovljene vulkanskim izbacivanjem i bombardiranjem preostalim materijalom u Sunčevom sustavu. Zemlja je nastanjiva, ali Venera nije zbog potpunog gubitka vode. Budući da je Gliese 12 b po temperaturi između Zemlje i Venere, njegova atmosfera bi nam mogla pružiti mnogo informacija o putovima nastanjivosti koje planeti prolaze tijekom svog razvoja.”

Tehnologija Istraživanja

Istraživači, zajedno s drugim timom u Tokiju, koristili su promatranja NASA-inog TESS-a (Transiting Exoplanet Survey Satellite) kako bi pomogli u njihovom otkriću. “Pronašli smo najbliži, tranzitni, umjereni svijet veličine Zemlje do danas,” rekao je Masayuki Kuzuhara, projektni asistent profesor na Centru za astrobiologiju u Tokiju, koji je vodio istraživački tim s Akihiko Fukuijem, projektnim asistent profesorom na Sveučilištu u Tokiju.

“Iako još ne znamo ima li atmosferu, razmišljali smo o njemu kao o egzo-Veneri, slične veličine i energije koju dobiva od svoje zvijezde kao naš planetarni susjed u Sunčevom sustavu.”

Buduća Istraživanja

Važan faktor za zadržavanje atmosfere je olujna aktivnost njezine zvijezde. Crveni patuljci obično su magnetski aktivni, što rezultira čestim, snažnim X-zračenjem. Međutim, analize oba tima zaključuju da Gliese 12 ne pokazuje znakove takvog ekstremnog ponašanja, što podiže nade da bi atmosfera Gliese 12 b mogla ostati netaknuta.

“Znamo samo za nekoliko umjerenih planeta sličnih Zemlji koji su nam dovoljno blizu i ispunjavaju druge kriterije potrebne za ovu vrstu istraživanja, zvanu transmisijska spektroskopija, koristeći sadašnje mogućnosti,” rekao je Michael McElwain, istraživač astrofizičar u NASA-inom Goddard Space Flight Centru u Greenbeltu, Maryland, i suautor rada Kuzuhara i Fukui. “Da bismo bolje razumjeli raznolikost atmosfera i evolucijskih ishoda za ove planete, trebamo više primjera poput Gliese 12 b.”

Na udaljenosti od 40 svjetlosnih godina od Zemlje, Gliese 12 b je otprilike na istoj udaljenosti kao sustav TRAPPIST-1. Ovaj sustav čini sedam planeta, svi otprilike u rasponu veličine Zemlje i vjerojatno stjenoviti, koji orbitiraju oko crvene patuljaste zvijezde. Tri od njih su u nastanjivoj zoni, ali barem dva – i vjerojatno svi – nemaju atmosferu i vjerojatno su nenastanjivi, poništavajući nade kad su prvi put otkriveni prije osam godina da bi mogli biti vodeni svjetovi koji podržavaju život. Novi znanstveni rad objavljen je u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.