Potentielt beboelig exo-Venus med jordlignende temperatur opdaget

Astronomer har gjort den sjældne og fristende opdagelse af en jordlignende exoplanet 40 lysår væk, som måske er lidt varmere end vores egen verden. Det nye papir "Gliese 12 b, A Temperate Earth-sized Planet at 12 Parsecs Discovered with TESS and CHEOPS," er blevet offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Den potentielt beboelige planet, kaldet Gliese 12 b, kredser om sin værtsstjerne hver 12,8 dag, er sammenlignelig i størrelse med Venus - så lidt mindre end Jorden - og har en anslået overfladetemperatur på 42 °C (107 °F), hvilket er lavere end de fleste af de 5.000 ulige exoplaneter bekræftet indtil videre.

Det forudsætter dog, at det ikke har nogen atmosfære, hvilket er det afgørende næste skridt til at fastslå, om det er beboeligt. Det kan have en jordlignende atmosfære, en mere beslægtet med Venus - som oplevede en løbsk drivhuseffekt, der gjorde det til et 400 °C (752 °F) helvedeshul - ingen atmosfære eller måske en anden slags atmosfære, der ikke findes i vores sol. system.

At få et svar er afgørende, fordi det ville afsløre, om Gliese 12 b kan opretholde temperaturer, der er egnede til, at flydende vand - og muligvis liv - kan eksistere på overfladen, samtidig med at det låser op for svar om, hvordan og hvorfor Jorden og Venus udviklede sig så forskelligt.

Gliese 12 b er på ingen måde den første jordlignende exoplanet, der er blevet opdaget, men som NASA har sagt, er der kun en håndfuld verdener som den, der kræver et nærmere kig.

Det er blevet faktureret som "den nærmeste, transiterende, tempererede verden på jordstørrelse til dato" og et potentielt mål for yderligere undersøgelse af James Webb Space Telescope.

Den nærmeste jordlignende exoplanet til os - og muligvis den mest berømte - er Proxima Centauri b, som kun er fire lysår væk. Men fordi det ikke er en transitverden, har vi stadig meget at lære om den, herunder om den har en atmosfære og potentiale til at rumme liv.

De fleste exoplaneter opdages ved hjælp af transitmetoden, hvor en planet passerer foran sin stjerne fra vores synspunkt, hvilket forårsager et fald i værtsstjernens lysstyrke.

Under en transit passerer stjernens lys også gennem en exoplanets atmosfære, og nogle bølgelængder bliver absorberet. Forskellige gasmolekyler absorberer forskellige farver, så transitten giver et sæt kemiske fingeraftryk, som kan detekteres af teleskoper som Webb.

Gliese 12 b kunne også være betydningsfuld, fordi den kan være med til at afsløre, om størstedelen af ​​stjerner i vores Mælkevejsgalakse – dvs. seje stjerner – er i stand til at huse tempererede planeter, der har atmosfærer og derfor er beboelige.

Den kredser om en kølig rød dværgstjerne kaldet Gliese 12, som er næsten 40 lysår væk fra Jorden i stjernebilledet Fiskene.

"Gliese 12 b repræsenterer et af de bedste mål til at undersøge, om planeter på størrelse med jorden, der kredser om kølige stjerner, kan bevare deres atmosfærer, et afgørende skridt til at fremme vores forståelse af beboelighed på planeter på tværs af vores galakse," sagde Shishir Dholakia, en doktorand ved Center for Astrofysik ved University of Southern Queensland i Australien.

Han ledede et forskerhold sammen med Larissa Palethorpe, en doktorgradsstuderende ved University of Edinburgh og University College London.

Exoplanetens værtsstjerne er omkring 27 % af vores sols størrelse og har en overfladetemperatur, der er omkring 60 % af vores egen stjerne.

Afstanden mellem Gliese 12 og den nye planet er dog kun 7 % af afstanden mellem Jorden og solen. Gliese 12 b modtager derfor 1,6 gange mere energi fra sin stjerne, som Jorden gør fra solen og omkring 85 % af, hvad Venus oplever.

Denne forskel i solstråling er vigtig, fordi det betyder, at planetens overfladetemperatur er meget afhængig af dens atmosfæriske forhold. Som en sammenligning med Gliese 12 b's estimerede overfladetemperatur på 42°C (107°F), har Jorden en gennemsnitlig overfladetemperatur på 15°C (59°F).

"Atmosfærer fanger varme og - afhængigt af typen - kan ændre den faktiske overfladetemperatur væsentligt," forklarede Dholakia. "Vi citerer planetens "ligevægtstemperatur", som er den temperatur planeten ville have, hvis den ikke havde nogen atmosfære.

"Meget af den videnskabelige værdi af denne planet er at forstå, hvilken slags atmosfære den kunne have. Da Gliese 12 b kommer ind mellem mængden af ​​lys, som Jorden og Venus får fra solen, vil den være værdifuld for at bygge bro mellem disse to planeter i vores solsystem."

Palethorpe tilføjede:"Det menes, at Jordens og Venus' første atmosfærer blev fjernet og derefter genopfyldt af vulkansk afgasning og bombardementer fra restmateriale i solsystemet.

"Jorden er beboelig, men Venus skyldes ikke dets fuldstændige tab af vand. Fordi Gliese 12 b er mellem Jorden og Venus i temperatur, kan dens atmosfære lære os meget om de beboelighedsveje, planeterne tager, når de udvikler sig."

Forskerne brugte sammen med et andet hold i Tokyo observationer fra NASAs TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) til at hjælpe med at gøre deres opdagelse.

"Vi har fundet den nærmeste, transiterende, tempererede verden på størrelse med jorden til dato," sagde Masayuki Kuzuhara, en projektassistent ved Astrobiology Center i Tokyo, som ledte et forskerhold sammen med Akihiko Fukui, en projektassistent. professor ved University of Tokyo.

"Selvom vi endnu ikke ved, om den besidder en atmosfære, har vi tænkt på den som en exo-Venus, med samme størrelse og energi modtaget fra sin stjerne som vores planetariske nabo i solsystemet."

En vigtig faktor for at bevare en atmosfære er dens stjernes stormfulde. Røde dværge har tendens til at være magnetisk aktive, hvilket resulterer i hyppige, kraftige røntgenudbrud.

Analyser fra begge hold konkluderer dog, at Gliese 12 ikke viser nogen tegn på en sådan ekstrem adfærd, hvilket vækker håb om, at Gliese 12 b's atmosfære stadig er intakt.

"Vi kender kun en håndfuld tempererede planeter, der ligner Jorden, som både er tæt nok på os og opfylder andre kriterier, der er nødvendige for denne form for undersøgelse, kaldet transmissionsspektroskopi, ved hjælp af nuværende faciliteter," siger Michael McElwain, en forskningsastrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og en medforfatter af Kuzuhara og Fukui papiret.

"For bedre at forstå mangfoldigheden af ​​atmosfærer og evolutionære resultater for disse planeter har vi brug for flere eksempler som Gliese 12 b."

Ved 40 lysår fra Jorden er Gliese 12 b omtrent samme afstand som TRAPPIST-1-systemet.

Denne består af syv planeter, alle nogenlunde i Jordens størrelsesområde og sandsynligvis stenede, og kredser om en rød dværgstjerne.

Tre af disse er i den beboelige zone, men mindst to – og sandsynligvis alle af dem – har ingen atmosfære og er sandsynligvis golde, hvilket afviser håb, da de første gang blev opdaget for otte år siden, at de kunne være vandverdener, der huser liv.

Flere oplysninger: Shishir Dholakia et al, Gliese 12 b, A Temperate Earth-sized Planet at 12 Parsecs Discovered with TESS and CHEOPS, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae1152

Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society

Leveret af Royal Astronomical Society