Atmosfære omkring super-Jorden registreret

Astronomer har opdaget en atmosfære omkring superjorden GJ 1132b. Dette markerer den første påvisning af en atmosfære omkring en superjord med lav masse, med hensyn til radius og masse den mest jordlignende planet, som en atmosfære endnu er blevet opdaget omkring. Dermed, dette er et væsentligt skridt på vejen mod påvisning af liv på en exoplanet. Holdet, som omfatter forskere fra Max Planck Institute for Astronomy, brugte 2,2-m ESO/MPG-teleskopet i Chile til at tage billeder af planetens værtsstjerne, GJ 1132, og målte det lille fald i lysstyrke, da planeten og dens atmosfære absorberede noget af stjernelyset, mens de passerede direkte foran deres værtsstjerne.

Selvom det ikke er opdagelsen af ​​liv på en anden planet, det er et vigtigt skridt i den rigtige retning:påvisningen af ​​en atmosfære omkring superjorden GJ 1132b er første gang, en atmosfære er blevet detekteret omkring en planet med en masse og radius tæt på Jordens masse og radius (1,6 jordmasser, 1,4 jordradier).

Astronomers nuværende strategi for at finde liv på en anden planet er at opdage den kemiske sammensætning af denne planets atmosfære, på udkig efter visse kemiske ubalancer, der kræver tilstedeværelsen af ​​levende organismer som forklaring. I tilfældet med vores egen jord, tilstedeværelsen af ​​store mængder ilt er et sådant spor.

Vi er dog stadig langt fra den opdagelse. Indtil arbejdet beskrevet i denne artikel, de (få!) observationer af lys fra exoplanetatmosfærer involverede alle planeter, der er meget mere massive end Jorden:Gasgiganter – slægtninge til vores eget solsystems Jupiter – og en stor superjord med mere end otte gange Jordens masse. Med den nuværende observation, vi har taget de første foreløbige skridt til at analysere atmosfæren af ​​mindre, lavere masseplaneter, der er meget mere jordlignende i størrelse og masse.

Den pågældende planet, GJ 1132b, kredser om den røde dværgstjerne GJ 1132 i det sydlige stjernebillede Vela, i en afstand af 39 lysår fra os. For nylig, systemet er blevet undersøgt af et team ledet af John Southworth (Keele University, Storbritannien). Projektet blev udtænkt, og observationerne koordineret, af Luigi Mancini, tidligere fra Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) og arbejder nu ved universitetet i Rom Tor Vergata. Yderligere MPIA-teammedlemmer var Paul Mollière og Thomas Henning.

Holdet brugte GROND imager ved 2,2-m ESO/MPG-teleskopet på European Southern Observatory i Chile til at observere planeten samtidigt i syv forskellige bølgelængdebånd. GJ 1132b er en transitplanet:Fra perspektivet af en observatør på Jorden, den passerer direkte foran sin stjerne hver 1,6 dag, blokerer noget af stjernens lys.

Størrelsen af ​​stjerner som GJ 1132 er velkendt fra stjernemodeller. Fra den brøkdel af stjernelys blokeret af planeten, astronomer kan udlede planetens størrelse - i dette tilfælde omkring 1,4 gange jordens størrelse. Afgørende, de nye observationer viste, at planeten var større ved en af ​​de infrarøde bølgelængder end ved de andre. Dette antyder tilstedeværelsen af ​​en atmosfære, der er uigennemsigtig for dette specifikke infrarøde lys (får planeten til at virke større), men gennemsigtig på alle de andre. Forskellige mulige versioner af atmosfæren blev derefter simuleret af teammedlemmer ved University of Cambridge og Max Planck Institute for Astronomy. Ifølge disse modeller, en atmosfære rig på vand og metan ville forklare observationerne meget godt.

Opdagelsen kommer med de sædvanlige exoplanet forbehold:mens noget større end Jorden, og med 1,6 gange Jordens masse (som bestemt ved tidligere målinger), observationer til dato giver ikke tilstrækkelige data til at afgøre, hvor ens eller forskellig GJ 1132b er Jorden. Mulighederne omfatter en "vandverden" med en atmosfære af varm damp.

Atmosfærens tilstedeværelse er en grund til forsigtig optimisme. M-dværge er de mest almindelige typer stjerne, og vise høje aktivitetsniveauer; for nogle opstillinger, denne aktivitet (i form af flammer og partikelstrømme) kan forventes at blæse planeters atmosfære væk. GJ 1132b giver et håbefuldt modeksempel på en atmosfære, der har bestået i milliarder af år (dvs. længe nok til, at vi kan opdage det). I betragtning af det store antal M dværgstjerner, sådanne atmosfærer kunne betyde, at forudsætningerne for liv er ret almindelige i universet.

Under alle omstændigheder, de nye observationer gør GJ 1132b til et højt prioriteret mål for yderligere undersøgelser af instrumenter som Hubble Space Telescope, ESO's meget store teleskop, og James Webb Space Telescope, der er planlagt til opsendelse i 2018.

Værket beskrevet her er blevet udgivet som J. Southworth et al., "Detektion af atmosfæren på den 1,6 jordmasse exoplanet GJ 1132B" i Astronomisk Tidsskrift .