Odkrycia dokonane niedawno przez ESO i NASA doprowadziły do wyodrębnienia nowej klasy planet pozasłonecznych o masie w przedziale od 10 do 20 mas Ziemi. Za masę graniczną tej klasy planet wybrano masę Neptuna.

Jedna z nowo odkrytych przez naukowców z NASA planet wchodzi w skład układu planetarnego 55 Cancari i stanowi czwartą odkrytą w tym układzie satelitę gwiazdy centralnej. Jest to jedyny znany nam poczwórny układ planetarny.

Planeta w układzie 55 Cancari jest drugą odkrytą przez zespół badawczy NASA w ostatnich czasie. W skład amerykańskiej grupy Docent Paul Butler z Instytutu Carnegie w Waszyngtonie Geoffrey Marcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego, a także Barbara McArthur z Uniwersytetu stanu Teksas.

Odkrycie planet mniejszych od Neptuna odwodzi, że gazowe olbrzymy nie są jedynymi planetami występującymi poza naszym układem planetarnym.” Mówi G. Marcy. Jej kolega z zespołu P. Butler dodaje “Z czasem dostrzegamy coraz mniejsze i mniejsze planety. Zaobserwowanie planet o rozmiarach Ziemi jest wyzwanie stojącym teraz przed nami następnym wyzwanie.

Przyszłe misje kosmiczne NASA takie, jak KEPLER, Space Interferometry Mission, czy Terrestrial Planet Finder, mają na celu znalezienie planet pozasłonecznych o parametrach podobnych do ziemskich.

Wizja artystyczna nowoodkrytej planety orbitującej w układzie Gliese 436. Gwiazda macierzysta w tym układzie jest karłem klasy M, którego masa stanowi dwie piąte masy Słońca. Na ilustracji ma on barwę czerwoną, poniważ jej temperatura jest znacznie niższa od Słońaca. Planeta przedstawiona została jako gazowy olbrzym, chociaż nie możemy w stuprocentach wykluczyć, że mamy doczynienia z tworem skalnym. Temperaturę powierzchni planety oszacować można na około 370 sotpni Celsjusza.

Obydwie nowo odkryte planety okrążają gwiazdę macierzystą po bardzo wąskiej orbicie. Pierwsza z planet obiegająca gwiazdę Gliese 436 dokonuje swojej okołogwiezdnej podróży 2,5 doby promień orbity planety jest wielokrotnie mniejszy od odległości Ziemia Słonce i wynosi zaledwie 4,1 miliona kilometrów. Jest to dość rzadki przykład układu planetarnego wokół karła klasy M czternastokrotnie masywniejszego od Słońca, do tej pory znany jest nam tylko jeszcze jeden podobny układ. Gwiazda Gliese 436 położona jest w bliskim otoczeniu słońca, w odległości 30 lat świetlnych, konstelacji lwa.

Planeta wirującą wokół 55 Cancri, którą udało się odkryć McArthur, okrąża gwiazdę centralną w ciągu w ciągu 3 dób w odległości 5,6 miliona kilometrów. Okresy obieru pozostałym trzech w tym układzie są odpowiednio dłuższe i wynoszą 15, 44 oraz 4,520 dni. Bardzo ciekawe własności wykazuje zwłaszcza ostatnia z wymienionych planet. Odkryli ją Marcy i Butler w 2002 roku i jest to obecnie jedyny znany nam gazowy olbrzym okrążający gwiazdę centralną w odległości równie dużej jak w naszym Układzie Słonecznym Jowisz. Wiek gwiazda 55 Canci ocenia się na około 5 miliardów lat. Jej jasność absolutna jest nieznacznie większa od Słońca, od którego jest odległa o 41 lat świetlnych w kierunku konstelacji Raka. “55 Capri jest najlepszym znanym nam do tej miejscem w naszej galaktyce do prowadzenia badań na temat procesu powstawania planet i ich dalszej ewolucji” Uważa McArtur.

Poglądowy rysunek umożliwia porównanie wielkości nowoodkrytych planet z Jowiszem i Ziemią. Planeta o masie Neptuna, 20-krotnie bardziej masywna od Ziemi będzie miała różny rozmiar w zależności od budowy. Planeta gazowa będzie miał dużo większy promień od skalistej.

Ponieważ odkryte planety są znacznie mniejsze od Jowisza, istnieje duże prawdopodobieństwo, że głównie zbudowane są z materiału skalnego, a nie z gazu. Naukowcy sądzą, że nowo odkryte planety mogły powstać podobnie jak Ziemia w procesie wielokrotnych zderzeń mniejszy fragmentów skalnych. “Planet o masie Neptuna może nie być wstanie utrzymać gazu, ale w przypadku naszych planet nie jesteśmy obecnie wstanie nic powiedzieć” mówi Butler.

Podobnie jak w przypadku planety nowo odkrytej przez ESO, również naukowcy z NASA do swych badań wykorzystywali pomiary prędkości radialnej gwiazd. Odkrycia “pozasłonecznego Neptuna” Butler i Marcy dokonali dopiero po przebadaniu ponad 950 gwiazd przy pomocy teleskopu w Obserwatorium imienia W.M. Keck w Mauna Kea. W wypadku gwiazdy Gliese 436 badacze mieli ułatwione zadanie ze względu na jej małą masę, co sprawia, że jest bardziej podatna na grawitacyjny wpływ orbitujących wokół niej planet.

McArtur wraz z współpracownikami odkryła swoją niedużą planetę po wykonaniu niemal 100 obserwacji 55 Canci przy użyciu teleskopu Hobby-Eberly umieszczonego w obserwatorium McDonalda na zachodnich rubieżach Teksasu. Na podstawie analizy wyników swoich obserwacji, a także poprzednich wykonanych przez Marcy’ja, Fischera and Butlera w Lick Observatory w Kanadzie oraz teleskop Hubble’a, udało się, dokładnie modelując numerycznie orbitę zewnętrznej, najbardziej odległej planety ustalić położenie pozostałych trzech planet, w tym kolejnego “pozasłonecznego Neptuna”.

Autor

Marcin Nowakowski

Komentarze

  1. piotrekpikpl    

    Czyż to nie cudowne? — ?Czy to nie cudowne?
    ?Co za wspaniała wiadomość!
    ?Nie dość że jesteśmy w stanie już dziś wykryć obecność planet wokół innych gwiazd niż śłońce, to jeszcze potrafimy obenić ich odległość od tych innych gwiazd,ale też masę, temperaturę powierzchni, a nawet możemy już dziś domniemywać rodzaj nawierzchni! Już dziś!
    ?Dziś dopiero ledwo rozróżniamy czy skalista, czy gazowa (przypuszczam że zaledwie “spektroskopowo” – po całości -ale jednak!).
    Otóż można odnieść cudowne wrażenie, że czeka nas za zaledwie kilka, może kilkanaście lat, dostrzeżenie i dokładna lokalizacja – chodźby na odległość parunastu lat świetlnych – planet “klasy M”! Termin może z SF, ale chyba logiczny!
    ?Dodam że rozumiem “klasę M” za rodzaj planety na której możliwe jest życie w zbliżonych warunkach i w zbliżonej formie do naszego ziemskiego. Te warunki to:
    -w powiedzmy zakresie kilkudziesięciu procent taka same jak na ziemi grawitacja,
    -temperatura między -50 a +150 stopni Celsjusza,
    -powiedzmy zbliżone widmo atomowe
    -i jakie tam jeszcze chcecie ograniczenia!
    ?W każdym razie dzielą nas od tego zaledwie lata! Co za możliwość w postaci dowodu naukowego na to, że nie jesteśmy sami we wrzechświecie!
    Przecież jak wiemy gdzie jest planeta to wiemy gdzie się kierować – z coraz potężniejszym oglądaniem, odbiorem… , a jak tam będą jacyśkolwiek oni, to przecież i z nadawaniem! Może wpierw fal.. radiowych, wogóle elektromagnetycznych, a później kto wie? Może jakichś fizycznych materialnych sond?
    No.. z sondami to już może za daleko marzę…
    ?Jednak naprawdę wierze, że za naszego życia doczekamy się dojżenia, lokalizacji planet conajmniej takich, na których moglibyśmy przeżyć bez jakichkolwiek kombinezonów, i powiedzmy, przywożąc tylko nasiona roślin i zwierząt przeżyć.
    Bez jakichkolwiek narzędzi. Tylko przeżyć i móc się na nich rozmnażać. A to już niesamowicie dużo.
    ?Jestem przekonany że za najdalej 15-30 lat dojżymy takie planety. A wtedy wątpię, by już nie było na choćby małej części z nich życia w choćby prymitywnej dla nas formie.
    ?Z kolei z pośród takich na choćby jednej, będziemy w stanie odebrać sygnały w postaci nadawanej informacji. Właśnie w formnie np.
    elktromagnetycznego choć pewnością z początku pewnie niezrozumiałego
    przekazu.
    Ale z czasem dostrzeżemy logikę.
    ?Może już nadają, tylko jeszcze nie rozumiemy, albo mamy za słabe instrumenty odbiorcze, lub za mało jesteśmy otwarci…
    ?Jednak czytając newsy astronomiczne z ostanich lat i sięgając
    wyobraźnią w najbliższe np.: 30 lat, można dojść do takich wniosków przy zupełnie zdrowych zmysłach, prawda? I wydają się one prawdopodobne!
    ?I czyż to nie cudowne?

    1. Marcin Nowakowski    

      Wcale nie tak łatwo zbadać pozasłoneczną planetę — Mimo że mam trochę bardziej sceptyczne podejście do dokonanych niewawno odryć, również myślę, że już niedługo, to znaczy w przeciągu powiedzmy 30 lat, będziemy mogli dojrzeć planety o masie podobnej do masy Ziemi. Trzeba jednak pamiętać, że pozostałe parametry planet takie jak rozmiar, skład chemiczny, czy obecność na nich życia są dużo trudniejsze do zbadania.<br><br>Obecnie obliczając na przykład temperaturę powierzchni pozasłonecznej planety posługujemy się niezbyt skomplikowanymi spekulacjami opartymi na podobieństwie badanego układu planetarnego do Układu Słonecznego. Otrzymane wyniki są szacunkowe, a co za tym idzie bardzo niepewne. Nie jesteśmy dzisiaj wstanie odpowiedzieć chociażby na pytanie, czy badana przez na planeta rotuje. Jeżeli tak jest w rzeczywistości, to pozostaje jeszcze pytanie jak nachylona jest oś obrotu względem płaszczyzny układu i jak długi jest okres obrotu. Jeżeli na przykład okres obrotu wokół własnej osi jest równy czasowi obiegu planety wokół gwiazdy centralnej, a także planeta wiruje w tym samym kierunku, co porusza się po swojej orbicie, to będzie się ona zachowywać się podobnie do ziemskiego Księżyca. W stronę gwiazdy ustawiona będzie cały czas tylko jedna storona planety. Między oświetloną, a ciemną stroną mogą występować ogromne różnice temperatur. Teraz w zależności od tego jak bardzo prędkość wirowa planety będzie różnić od wyżej wymienionej, granicznej prędności (planeta może obracać się takzę w drugą stronę – możemy przyjąć, że takie prędkości są ujemne) amplituda temperatur powieżchni po stronie zacienionej i oświetlonej będzie mniejsza.<br><br>Następonym ważnym kryterium przy ocenie jak gorąca lub jak zimna jest planeta jest grubość atmosfery. Czym grubsza atmosfera tym ma ona większy wpływ na temperaturę powierzchni. Kolejnym czynnikiem jest skład atmosfery. W zależności od tego jakie pierwiastki tworzą gazową otoczkę wokół planty może ona albo odbijać promieniowanie gwiazdy obniżając temperaturę powierzchni lub wtórnie odbijać promieniowanie pochodzące od powierzchini plalety podnosząc temperaturę (efekt cieplarniany). Ponadto duże planety (na przykład Jowisz w naszym Układzie Słonecznym) “produkują” energię cieplną kosztem energii własnego polagrawitacyjnego. W zależności od wewnętrznej struktury (rozkładu gęstości materii) gazowego olbrzyma proces przemiany energii może przebiegać z różną szybkością. Oczywiście dynamika procesu zależy głównie od masa planety, jednak drugi czynnik wywiera także znaczący wpływ.<br><br>Jak widać, przy obecnym stanie wiedzy, nawet określenie, tak prostej wielkości fizycznej, jak temperatura powierzchni planety sprawia naukowcom olbrzymie problemy. Jest to tylko jeden z niewielu parametrów opisujących planetę. Wygląda na to, że na dokładniejsze informacje o obiektach w pozasłonecznych układach plannetarnych przyjdzie nam jeszcze długo poczekać

Komentarze są zablokowane.