Astronomowie odkrywają planetę oceaniczną całkowicie pokrytą wodą

TOI-1452b, planeta oceaniczna w pobliżu planety Millera w filmie Interstellar

Ta oceaniczna planeta wygląda inspirowana Interstellar, amerykańskim filmem science fiction reżysera Christophera Nolana wydanym w listopadzie 2014 r.: W roku 2067 planeta Ziemia jest wyczerpana, a ludzkość pogrążona jest w strasznym kryzysie żywnościowym. Space Shuttle Ranger opuszcza Ziemię i dokuje ze statkiem kosmicznym Endurance, aby zbadać nowy układ słoneczny w nadziei na znalezienie tam nadającej się do zamieszkania planety podobnej do Ziemi. Załoga przekracza tunel czasoprzestrzenny i ląduje w innej galaktyce, gdzie odwiedza kilka planet, w tym Miller, planetę oceaniczną. Bliskość czarnej dziury powoduje, że czasoprzestrzeń rozciąga się tak, że jedna godzina na tej planecie reprezentuje siedem lat.

Egzoplaneta TOI-1452b nie znajduje się w pobliżu czarnej dziury, ale krąży wokół gwiazdy z układu podwójnego znajdującego się w konstelacji Smoka około stu lat świetlnych od Ziemi. Ta planeta jest nieco większa pod względem masy i objętości niż Ziemia. Temperatura panująca na jego powierzchni utrzymuje wodę w stanie płynnym, a astronomowie są przekonani, że jest przez nią całkowicie pokryta.

Gwiazda, wokół której krąży oceaniczna planeta TOI-1452b, jest znacznie mniejsza niż nasze Słońce. The System binarny Składa się z dwóch podobnych gwiazd krążących wokół siebie, oddzielonych niewielką odległością, w astronomicznej skali szacowanej na 97 AU, czyli 14,5 miliarda km.

Naukowcom udało się „uzyskać” tę oceaniczną planetę za pomocą instrumentu o nazwie PESTO, który znajduje się w Obserwatorium Mont-Mégantic w Kanadzie.

(Czytaj także: Dwie skaliste planety wielkości Ziemi odkryto zaledwie 33 lata świetlne od nas)

PESTO, wyjątkowa kamera do wyszukiwania egzoplanet

Astronomowie z Research Institute on Exoplanets otrzymali pomoc od teleskopu NASA TESS, małego statku kosmicznego wystrzelonego w 2018 roku, którego celem jest poszukiwanie egzoplanet. Teleskop ten, działający zgodnie z metodą wykrywania tranzytów, nieprzerwanie bada przestrzeń kosmiczną przez okres 27 dni. W przypadku TOI-1452b, TESS wykazał spadek jasności co 11 dni, wskazując egzoplanetę o 70% większą od Ziemi.

PESTO to kamera przymocowana do 1,6-metrowego teleskopu Obserwatorium Mont Megantic. Umożliwić potwierdzenie charakteru sygnału wysyłanego przez on-koza. Ta kamera służy do bardzo dokładnego pomiaru czasu tranzytów planet zewnętrznych. Działa w czerwonym widmie widzialnym i współpracuje z szybko odczytującym detektorem transferu ładunku. Częstotliwość próbkowania sygnału pesto Bardzo głośny, zerowy szum odczytu i brak martwych czasów między obrazami umożliwiają znaczniki czasu z dokładnością do milisekundy. Rozdzielczość optyczna PESTO nie ma żadnej innej kamery tej jakości nigdzie indziej.

Podczas gdy teleskop TESS obserwuje dwie gwiazdy TOI-1452 jako pojedynczą jasną plamę, rozdzielczość kamery PESTO jest wystarczająco wysoka, aby całkowicie rozróżnić gwiazdy tej pary gwiazd. PESTO było więc w stanie potwierdzić, że oceaniczna planeta TOI-1452b rzeczywiście krąży wokół dwóch największych gwiazd, chociaż ich rozmiary są zbliżone.

(Czytaj także: Odkryj superziemię w nadającej się do zamieszkania strefie jej gwiazdy)

Skalista planeta o raczej małej gęstości

Aby określić masę tej oceanicznej egzoplanety, naukowcy wykorzystali SPIRou, spektrometr, który działa w zakresie podczerwieni i umożliwia pomiary prędkości radialnych na gwiazdach o stosunkowo niewielkiej masie. Instrument ten może również wykrywać egzoplanety krążące wokół gwiazd o małej masie.

Po ponad pięćdziesięciu godzinach obserwacji i analiz, SPI lub Ustalił, że masa TOI-1452b była około pięć razy większa od masy Ziemi. Możliwe, że ta planeta jest skalista, ale ze względu na swój promień, masę i gęstość bardzo różni się od naszej planety. Woda na Ziemi pokrywa około 70% powierzchni Ziemi, ale ta ilość to tylko 1% jej masy. Według astronomów niektóre egzoplanety mogą być znacznie bogatsze w wodę. Co więcej, niską gęstość niektórych egzoplanet, takich jak TOI-1452b, można wytłumaczyć jedynie obecnością dużej ilości materiału, takiego jak woda, która jest lżejsza niż ta, która tworzy wewnętrzną strukturę Ziemi.

Model wewnętrznej struktury tej egzoplanety oceanicznej wykazał, że woda może stanowić do 30% jej masy, co jest proporcją podobną do niektórych naturalnych satelitów Jowisza, takich jak Ganimedes i Kallisto, a nawet Tytana i Enceladusa względem Saturna. .

Ta egzoplaneta jest obecnie jednym z najlepszych kandydatów do obserwacji i dogłębnej analizy przez Teleskop Jamesa Webba. Jest wystarczająco blisko, aby astronomowie mogli badać jego atmosferę i znajduje się w regionie nieba, w którym można go badać każdego dnia w roku.

(Czytaj także: Gwiazda binarna: nowy cel poszukiwania życia pozaziemskiego)

źródło:

Charles Kedio, René Doyon, Mikhailo Plotnikov, Guillaume Hebrard, Farbod Jahandar, Etienne Artegau, Diana Valencia, Neil J Cook, Eder Martioli, Thomas Vandal, „TOI-1452 b: SPIRou i TESS ujawniają super-Ziemię w krasnoludze tranzytowym umiarkowanym Orbita M4″, Czasopismo AstrofizyczneOpublikowany 12 sierpnia 2022 r., https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac7cea