CP v2

Tag: Egzoplanetos

  • Dvi saulės vos už 16 šviesmečių: mokslininkai skaičiuoja, kad ten galėtų išsilaikyti Žemė

    Dvi saulės vos už 16 šviesmečių: mokslininkai skaičiuoja, kad ten galėtų išsilaikyti Žemė

    Naujas tyrimas rodo, kad potencialiai gyvybei tinkama, į Žemę panašios masės planeta galėtų ilgai išlikti stabilioje orbitoje dvejetainėje žvaigždžių sistemoje. Astronomai tokias sistemas vertina atsargiai, nes antroji žvaigždė gali išbalansuoti planetų orbitas.

    Tyrimo centre atsidūrė 70 Ophiuchi (70 Oph AB) sistema, esanti maždaug už 16 šviesmečių. Joje skrieja dvi K tipo nykštukės, kurios yra vėsesnės ir blankesnės už Saulę, tačiau, pagal dabartinius modelius, gali būti ilgaamžiškesnės ir stabilesnės nei aktyvios raudonosios nykštukės.

    Kaip ieškota planetų pėdsakų

    Mokslininkai sujungė istorinius ir šiuolaikinius radialinio greičio matavimus, sukauptus per labai ilgą laikotarpį ir gautus keliais instrumentais. Šis metodas fiksuoja menkus žvaigždės judėjimo pokyčius, kuriuos sukelia ją „timptelinti“ galintis palydovas, pavyzdžiui, planeta.

    Komanda skelbia pasiekusi mažesnę nei 1 metro per sekundę matavimo paklaidą, kuri yra kritiškai svarbi ieškant mažesnių, uolinių planetų signalų. Vis dėlto net ir toks tikslumas ne visada leidžia aiškiai atskirti planetos poveikį nuo pačios žvaigždės aktyvumo.

    Ką parodė simuliacijos ir kas buvo paneigta

    Norėdami įvertinti, kokios planetos galėtų išlikti, tyrėjai modeliuose tikrino Žemės masės planetų orbitų stabilumą įvairiais atstumais nuo pagrindinės žvaigždės. Skaičiavimai apėmė ilgą laiką astronomine prasme, kad būtų aišku, ar orbita nesuyra dėl antrosios žvaigždės traukos.

    Rezultatai rodo, kad vadinamojoje gyvenamojoje zonoje aplink pagrindinę žvaigždę stabilios orbitos yra įmanomos. Kitaip tariant, antroji žvaigždė nebūtinai „nušluoja“ visus šansus uolinei planetai išlikti ten, kur teoriškai galėtų egzistuoti skystas vanduo.

    Kartu tyrėjai nurodo, kad duomenys leidžia atmesti didelių, Jupiterio masės ar dar masyvesnių dujinių milžinių egzistavimą tam tikruose atstumuose nuo žvaigždžių. Tai svarbu ir istoriniame kontekste: 70 Ophiuchi kadaise buvo minėta kaip viena iš ankstyviausių sistemų, kur galėjo būti įtarta planeta, tačiau vėliau tokie signalai dažnai paaiškėdavo esantys žvaigždžių aktyvumo pasekmė.

    Kodėl tai svarbu ateities paieškoms

    Radialinio greičio matavimus dažnai komplikuoja dėmės, magnetiniai ciklai ir kiti žvaigždžių aktyvumo procesai, galintys imituoti planetų sukeliamą signalą. Dėl to dalis „atradimų“ laikui bėgant pervertinami, o tyrėjai vis daugiau dėmesio skiria tam, kaip patikimai atskirti planetas nuo žvaigždžių triukšmo.

    NASA pabrėžia, kad daugialypės žvaigždžių sistemos danguje yra dažnos, todėl klausimas, ar jose gali išlikti į Žemę panašios planetos, tiesiogiai plečia potencialių taikinių sąrašą. Autorių teigimu, 70 Ophiuchi gali būti viena perspektyviausių artimų sistemų, kur verta ieškoti mažų uolinių planetų, kai atsiras dar jautresni stebėjimai.

    „Galima tikėtis, kad antroji žvaigždė suardys orbitas, tačiau simuliacijos rodo, kad taip būna ne visada“, – sakė vienas iš tyrimo autorių.

    „Tai ir nusivylimas, ir jaudulys: nematome Jupiterio tipo planetos, bet atverčiame naują šios istorinės sistemos skyrių“, – teigė pagrindinis darbo autorius.

  • Mokslininkai aptiko „fenikso planetą“: gali išspręsti 30 metų mįslę ir perrašyti teorijas

    Mokslininkai aptiko „fenikso planetą“: gali išspręsti 30 metų mįslę ir perrašyti teorijas

    Astronomai pranešė aptikę itin retą egzoplanetos kandidatę, kuri, kaip manoma, susiformavo ne kartu su savo žvaigžde, o vėliau iš jos „pelenų“. Tokie objektai vadinami antros kartos planetomis, o naujasis atvejis siejamas su baltąja nykštuke HS 0209+0832, esančia maždaug už 270 šviesmečių.

    Tyrėjų teigimu, ši planeta galėjo atsirasti tada, kai į kosmosą išmesta mirštančios žvaigždės medžiaga buvo gravitaciškai „sugaudyta“ ir vėl sutankėjo į naują kūną. Jei išvada pasitvirtins, tai būtų vienas aiškiausių įrodymų, kad planetos gali gimti ir po žvaigždės mirties etapų.

    Kas yra baltoji nykštukė?

    Baltoji nykštukė yra į Saulę panašios žvaigždės branduolys, likęs po to, kai ji išsipučia į raudonąją milžinę ir nusimeta išorinius sluoksnius. Nors tokia žvaigždė dažnai vadinama „mirusia“, ji dar ilgai išlieka labai karšta ir per milijardus metų pamažu vėsta.

    Šiuo atveju HS 0209+0832 apibūdinama kaip neįprastai jauna ir įkaitusi: jos efektyvioji temperatūra siekia apie 35 000 laipsnių Celsijaus. Dėl tokio karščio aplink ją esantys kūnai gali patirti intensyvų kaitinimą ir medžiagos netekimą.

    30 metų mįslę padėjo išspręsti cheminis pėdsakas

    Istorija prasidėjo dar 1999 metais, kai Hablo kosminis teleskopas užfiksavo šios baltosios nykštukės spektrą ir jame matė daug nepaaiškintų linijų. Tuo metu astronomams pritrūko duomenų ir metodų tiksliai nustatyti, kokie cheminiai elementai sukuria tokį „šviesos pirštų atspaudą“.

    Nauja analizė parodė elementų rinkinį, kuriame aptikta cinko ir vario, tačiau labiausiai išsiskyrė niobis. Jo kiekis, lyginant su Saulės chemine sudėtimi, gali būti daugiau nei 1 000 kartų didesnis, o tai tyrėjams tapo kertiniu argumentu aiškinant sistemos kilmę.

    „Kai pirmą kartą pamačiau niobį šiame kontekste, buvau pritrenktas, nes iki šiol jis nebuvo fiksuotas kituose tirtuose baltųjų nykštukių spektruose. Supratus, kad jis ten yra, daug kas stojo į savo vietas“, – sakė Voriko universiteto profesorius Borisas Gänsicke.

    Mokslininkai aiškina, kad toks elementų „parašas“ dera su vadinamuoju s-procesu, kai mirštančiose žvaigždėse formuojasi sunkesni elementai. Tai reikštų, jog planetą sudaranti medžiaga galėjo būti kilusi iš žvaigždės evoliucijos pabaigos, o ne iš pirminio protoplanetinio disko.

    Kaip galėtų atrodyti ši planeta?

    Stebėjimai rodo, kad kandidatinė planeta gali būti dujų milžinė, panašaus dydžio kaip Jupiteris, skriejanti labai arti baltosios nykštukės. Galimas orbitos periodas siekia apie 4,4 dienos, o toks artumas reikštų ir didelę tikimybę, kad planeta yra potvyniškai „pririšta“ – viena jos pusė nuolat atsukta į žvaigždę.

    Dėl ekstremalaus kaitinimo planeta, anot tyrėjų, gali sparčiai netekti medžiagos, kuri nusidriekia uodegos pavidalu ir dalis jos vėliau nusėda ant baltosios nykštukės. Tokie procesai astronomams ypač vertingi, nes leidžia iš atmosferos taršos ir spektrinių linijų spręsti apie suardytų kūnų sudėtį.

    „Įspūdinga tai, kad ši planeta neatrodo kaip išlikusi nuo sistemos gimimo ar atklydusi iš kitur. Ji, panašu, pastatyta iš medžiagos, kurią pati žvaigždė išmetė mirdama“, – teigė Borisas Gänsicke.

    Tyrimo autoriai pabrėžia, kad tai gali pakeisti požiūrį į planetinių sistemų raidą po žvaigždžių senėjimo. Jei antros kartos planetos iš tiesų egzistuoja, ateityje jų paieška gali tapti svarbia baltųjų nykštukių stebėsenos kryptimi, ypač derinant kosminių teleskopų ir antžeminių observatorijų duomenis.

    Mokslininkai taip pat kelia klausimą, ar panašūs scenarijai teoriškai galimi ir mūsų Saulės sistemoje labai tolimoje ateityje, kai Saulė baigs savo evoliucijos kelią. Nors tai spekuliatyvu, pats atradimas rodo, kad žvaigždės mirtis ne visada reiškia sistemos pabaigą.

  • Astronomai aptiko milžinę galimai gyvybinėje zonoje prie karščiausios žvaigždės – kas tai keičia?

    Astronomai aptiko milžinę galimai gyvybinėje zonoje prie karščiausios žvaigždės – kas tai keičia?

    Astronomai paskelbė aptikę galimą egzoplanetą HD 156295 b vadinamojoje gyvybinėje zonoje, skriejančią aplink itin karštą A tipo žvaigždę HD 156295. Jei radinys pasitvirtintų, tai būtų vienas įdomiausių pavyzdžių, kai planetos kandidatas randamas prie masyvesnės ir gerokai karštesnės už Saulę žvaigždės.

    Gyvybinė zona apibrėžia atstumų sritį, kur teorinėmis sąlygomis planetoje galėtų egzistuoti skystas vanduo, tačiau tai savaime nereiškia, kad planeta tinkama gyvybei. Šiuo atveju kalbama apie dujų milžinę, tad realistiškesnis scenarijus būtų ne gyvybė pačioje planetoje, o galimi palydovai, jei tokie egzistuotų.

    Neįprasta žvaigždė ir retas metodas

    Žvaigždė HD 156295 yra Delta Scuti tipo kintamoji, tai reiškia, kad jos ryškis pulsuoja reguliariais ritmais. Būtent šie ritmai tyrėjams tapo savotišku laikrodžiu, leidžiančiu ieškoti kompanionų ne įprastais tranzito ar radialinio greičio, o pulsacijų laiko pokyčių būdu.

    Mokslininkai analizavo NASA TESS teleskopo stebėjimus ir ieškojo vos pastebimų pulsacijų atvykimo laiko svyravimų. Tokie svyravimai gali atsirasti dėl žvaigždės judėjimo aplink sistemos masės centrą, kai ją gravitaciškai traukia planeta ar kitas masyvus kūnas.

    Ką žinome apie HD 156295 b kandidatą

    Pagal dabartinius įverčius HD 156295 b gali būti maždaug šešis kartus masyvesnė už Jupiterį ir skrieti maždaug 4 astronominių vienetų atstumu nuo savo žvaigždės. Vienas apsisukimas aplink žvaigždę, kaip skaičiuojama, truktų apie 2 200 dienų, tai yra beveik šešerius metus.

    Tyrėjai taip pat vertina, kad ši planeta gautų apie 60 proc. to žvaigždės spinduliuotės kiekio, kurį Žemė gauna iš Saulės. Dėl to ji patenka į sritį, kuri pagal apibrėžimą gali sutapti su gyvybine zona, nors reali aplinka tokiame pasaulyje būtų labai priklausoma nuo atmosferos sudėties ir šiltnamio efekto.

    Kodėl tai svarbu ir kas dar neaišku

    Masyvių A tipo žvaigždžių planetas aptikti sunkiau nei aplink Saulės tipo žvaigždes, todėl patvirtintų egzoplanetų tokiose sistemose vis dar mažai. Autoriai nurodo, kad šio kandidato realumo tikimybė šiuo etapu siekia apie 50 proc., tad būtini papildomi stebėjimai ir nepriklausomi patikrinimai.

    Tyrimo komanda pabrėžia, kad aptikti signalai yra ties TESS duomenų aptikimo riba, todėl klaidingi teigiami atvejai čia yra reali rizika. Vis dėlto net ir nepasitvirtinęs kandidatas gali būti vertingas, nes padeda tobulinti paieškos kriterijus ir geriau suprasti, kaip dažnai milžinės planetos formuojasi vidutiniais atstumais nuo masyvesnių žvaigždžių.

    Ateities misijos, tokios kaip Europos kosmoso agentūros PLATO, turėtų suteikti tikslesnių šviesio matavimų ir ilgesnių stebėjimų sekų, kurios ypač svarbios sistemoms su kelių metų orbitomis. Jei HD 156295 b bus patvirtinta, tai taps svarbiu orientyru aiškinantis, kokios planetų sistemos susiformuoja prie karštų, trumpiau gyvenančių žvaigždžių.

  • Kinijos teleskopas peršukavo 33 planetų sistemas: viena keista žinutė iš K2-155 suintrigavo

    Kinijos teleskopas peršukavo 33 planetų sistemas: viena keista žinutė iš K2-155 suintrigavo

    Kinijos astronomai, pasitelkę didžiausią pasaulyje vienos lėkštės radijo teleskopą FAST, iš naujo išanalizavo 33 egzoplanetų sistemų stebėjimus ir ieškojo galimų technologinės kilmės signalų. Daugumoje atvejų rezultatų nebuvo, tačiau viena siaurajuostė užuomina iš K2-155 krypties patraukė tyrėjų dėmesį.

    Darbas remiasi 2021 metais surinktais FAST duomenimis, kuriems pritaikyta nauja analizės eiga, paremta bangelių analize ir mašininio mokymosi metodais. Tokie įrankiai šiuolaikinėje radijo astronomijoje vis dažniau naudojami tam, kad iš triukšmo būtų atskirti silpni, trumpalaikiai ir neįprasti signalai.

    Ieškota vadinamųjų siaurajuosčių, laike dažnį keičiančių signalų, kurie natūraliuose kosminiuose procesuose pasitaiko rečiau nei plačiajuostė spinduliuotė. Dažnio slinktis gali atsirasti dėl Doplerio efekto, pavyzdžiui, jei šaltinis susijęs su planeta, kuri sukasi ir skrieja aplink savo žvaigždę.

    Kaip atskiriami trikdžiai

    Pagrindinis tokios paieškos iššūkis yra radijo dažnių tarša Žemėje. Palydovai, ryšio sistemos, navigacijos įranga, aviacijos signalai ir net kai kurie buitiniai šaltiniai gali palikti pėdsakų, kurie imituoja ieškomus požymius.

    FAST L juostos imtuvas dangų vienu metu stebi 19 spindulių. Tai leidžia tikslinį objektą sekti centriniu spinduliu, o aplinkines sritis stebėti kitais: jei signalas pasirodo keliuose spinduliuose, jis dažniausiai laikomas žemiškos kilmės trikdžiu.

    Tyrėjų analizė iš pradžių atrinko 139 127 aptikimus, tačiau nuoseklūs filtravimo etapai šį skaičių sumažino iki dviejų labiausiai vertų dėmesio atvejų. Vienas jų, susietas su Kepler-438 kryptimi, jau anksčiau buvo nagrinėtas ir galiausiai priskirtas trikdžiams.

    Kodėl K2-155 tapo išskirtiniu atveju

    Antrasis kandidatas aptiktas K2-155 kryptimi, kur yra raudonoji nykštukė ir trys žinomos superžemės tipo planetos. Išorinė planeta K2-155d laikoma esančia netoli gyvybei palankios zonos, kur teoriškai galėtų egzistuoti skystas vanduo, jei tam palankios atmosferos ir paviršiaus sąlygos.

    Duomenyse rastas siaurajuostis signalas, pavadintas NBS 260108, užfiksuotas apie 1 148,4167 megahercų dažnyje. Jis buvo siauras, turėjo dažnio slinktį ir pasirodė tik spindulyje, nukreiptame į taikinį, todėl formaliai atitiko pagrindinius kandidatinės technopėdsako užuominos kriterijus.

    Vis dėlto signalas nebuvo laikomas tvirtu įrodymu. Jis ryškiai pasirodė tik viename poliarizacijos kanale, o panašių struktūrų aptikta ir stebint kitus taikinius artimuose dažniuose, todėl labiau tikėtina žemiška arba instrumentinė kilmė, nors konkretaus šaltinio identifikuoti nepavyko.

    Ką tai reiškia paieškoms ateityje

    Tyrėjai pabrėžia, kad net ir atmetus tokias užuominas kaip trikdžius, nauda išlieka: tobulinami filtrai, geriau aprašomi instrumentiniai artefaktai ir patikslinami kriterijai, kurie ateityje gali padėti greičiau atpažinti tikrai neįprastus reiškinius.

    Pastaraisiais metais SETI ir platesnės technopėdsakų paieškos vis labiau remiasi automatizuota analitika, dideliais duomenų kiekiais ir DI įrankiais. Tokia kryptis laikoma viena perspektyviausių, nes nauji teleskopai ir stebėjimų kampanijos generuoja milžiniškus signalų srautus, kurių rankiniu būdu patikrinti praktiškai neįmanoma.

    Kol kas NBS 260108 lieka neklasifikuotas, o labiausiai tikėtina jo kilmė siejama su Žeme arba įranga. Tačiau pati metodika, pritaikyta FAST duomenims, laikoma svarbiu žingsniu siekiant patikimesnių ir jautresnių paieškų ateityje.

  • Pirmą kartą pagautas radijo signalas iš egzoplanetos: mokslininkai atskleidė, kas jį sukelia

    Pirmą kartą pagautas radijo signalas iš egzoplanetos: mokslininkai atskleidė, kas jį sukelia

    Signalas – iš planetos, ne žvaigždės

    Astronomai pirmą kartą užfiksavo radijo signalą, kurio kilmę pavyko patikimai susieti su egzoplaneta, o ne su ja susijusia žvaigžde. Tyrimą atliko Harvardo ir Smithsonian astrofizikos centro bei Oregono universiteto komanda.

    Iki šiol radijo spinduliuotė planetų sistemose buvo aptinkama, tačiau ją buvo sunku vienareikšmiškai „pririšti“ prie pačios planetos. Šįkart signalas lokalizuotas taip, kad pagrindiniu šaltiniu laikoma Beta Pictoris b.

    Ką išdavė trumpi radijo blyksniai?

    Stebėjimams pasitelktas Pietų Afrikoje esantis radijo teleskopų masyvas „MeerKAT“. Per kelias stebėjimų sesijas 2025 ir 2026 metais aptikti trumpi, pasikartojantys ir stipriai žiediškai poliarizuoti radijo blyksniai, fiksuoti maždaug 0,85–3,5 GHz ruože.

    Mokslininkai pabrėžia, kad tai nėra jokie bandymai susisiekti ar technologinės kilmės signalai. Tokia „parašo“ forma būdinga pašvaistėms, kurios susidaro įkrautoms dalelėms sąveikaujant su atmosferos ir magnetinio lauko sąlygomis.

    „Nė vienas žinomas fizikinis mechanizmas, galintis sukelti radijo spinduliuotę ankstyvo tipo žvaigždėse, nepaaiškina to, ką stebime“, – teigiama tyrėjų darbe.

    Magnetinis laukas gali būti milžiniškas

    Tyrėjai signalą sieja su procesu, vadinamu elektronų ciklotroniniu mazeriu, kuris Saulės sistemoje susijęs ir su Žemės pašvaistėmis, ir su Jupiterio radijo spinduliuote. Toks aptikimas leidžia spręsti ir apie planetos magnetinį lauką.

    Skaičiavimai rodo, kad Beta Pictoris b magnetinis laukas gali būti itin stiprus, galimai tūkstančius kartų didesnis nei Žemės. Prie energijos „maitinimo“ galėtų prisidėti ir greita planetos rotacija, nes ji apsisuka per maždaug 8–9 valandas.

    Beta Pictoris b – jauna, masyvi dujinė milžinė, pirmą kartą aptikta 2008 metais, o jos masė siejama su maždaug 10 Jupiterio masių. Tyrėjų teigimu, tai yra pirmasis atvejis, kai egzoplanetos magnetinio lauko stiprumą pavyko įvertinti tiesiogiai, remiantis radijo stebėjimais.

    Kodėl tai svarbu ateities paieškoms?

    Toks metodas atveria naują kelią tyrinėti egzoplanetų magnetinius laukus, o kartu ir jų gebėjimą „atsilaikyti“ prieš žvaigždžių vėją bei spinduliuotę. Nors magnetinis laukas dar negarantuoja tinkamumo gyvybei, jis laikomas vienu svarbių veiksnių planetos aplinkos stabilumui.

    Mokslininkai nurodo, kad panašiai galima taikytis į dar kelias netolimų sistemų masyvias egzoplanetas. Tikimasi, kad naujos kartos radijo observatorijos, pasižyminčios kelis kartus didesniu jautrumu, leis tokius signalus aptikti dažniau ir patikimiau.

    Tyrimo rankraštis paskelbtas arXiv platformoje ir dar laukia recenzavimo moksliniame žurnale.

  • NASA į kosmosą kelia teleskopą Nancy Grace Roman: misija gali atverti kelią iki 100 tūkst. egzoplanetų

    NASA planuoja į kosmosą iškelti Nancy Grace Roman kosminį teleskopą, kuris, mokslininkų vertinimu, gali padėti aptikti iki 100 000 egzoplanetų. Startas numatytas iš Kenedžio kosminio centro Floridoje, o į orbitą observatoriją turėtų iškelti „Falcon Heavy“ raketa.

    Nancy Grace Roman teleskopas laikomas viena svarbiausių artimiausių metų NASA astronomijos misijų. Pagrindinis jo tikslas bus plataus lauko dangaus apžvalgos, leidžiančios vienu metu stebėti didelius žvaigždynų plotus ir sistemingai rinkti duomenis apie milijonus žvaigždžių.

    Ši misija išsiskiria tuo, kad egzoplanetų ieškos ne vienu metodu. Didelė dalis kandidatų gali būti aptikta stebint žvaigždžių šviesio pokyčius, kai planeta praeina priešais savo žvaigždę ir trumpam susilpnina jos šviesą.

    Kita svarbi kryptis bus gravitacinis mikrolęšiavimas, kai planetos ir ją turinčios žvaigždės gravitacija trumpam sustiprina fone esančios žvaigždės šviesą. Šis metodas ypač naudingas ieškant planetų tolesnėse orbitose ir mažesnių kūnų, kuriuos kitais būdais aptikti sudėtingiau.

    NASA pabrėžia, kad būtent mikrolęšiavimas gali atverti galimybę rasti ir į Žemę panašaus dydžio planetų, įskaitant ir tokias, kurios primena Marsą. Tokie radiniai svarbūs ne tik dėl potencialaus gyvybei tinkamų sąlygų paieškų, bet ir dėl to, kad leidžia geriau suprasti, kaip formuojasi planetų sistemos.

    Roman teleskopo pagrindinis veidrodis bus 2,4 metro skersmens, toks pat kaip Hablo teleskopo, tačiau jo plataus lauko optika leis dangų „aprėpti“ gerokai didesniu plotu per vieną stebėjimą. Dėl to tikimasi spartesnio duomenų rinkimo ir didesnės statistinės imties, kuri reikalinga patikimesnėms išvadoms apie planetų paplitimą Galaktikoje.

    Be egzoplanetų, misija bus skirta ir fundamentaliems kosmologijos klausimams, ypač tamsiosios energijos tyrimams. Plataus lauko apžvalgos leis tiksliau matuoti galaktikų pasiskirstymą ir jų formų iškraipymus, susijusius su gravitaciniu lęšiavimu, o tai yra vienas kelių aiškinantis Visatos plėtimosi istoriją.

    Projektas tarptautinis: tarp pagrindinių partnerių minimos Europos kosmoso agentūra, Japonijos JAXA, Prancūzijos CNES ir Maxo Plancko astronomijos institutas. Tokia partnerystė reiškia ne tik dalijimąsi technologijomis, bet ir platesnį mokslininkų ratą, kuris galės greičiau analizuoti misijos surinktus duomenis.

    Jei prognozės pasitvirtins, Roman teleskopo surinkti duomenys gali tapti vienu didžiausių egzoplanetų katalogų istorijoje. Tai pakeistų dabartinį vaizdą, kai patvirtintų egzoplanetų skaičius skaičiuojamas tūkstančiais, ir leistų daug tiksliau įvertinti, kokios planetos Visatoje yra dažniausios.

  • Astronomai aptiko „idealią gyvybei“ laikomą planetą: pirmąkart rado jos atmosferos įrodymų

    Astronomai aptiko „idealią gyvybei“ laikomą planetą: pirmąkart rado jos atmosferos įrodymų

    Kas rasta šalia Saulės sistemos?

    Astronomai praneša aptikę egzoplanetą LHS 1140 b, esančią maždaug už 48 šviesmečių nuo Žemės. Tai palyginti netoli pagal kosminius mastus, todėl šis objektas laikomas vienu perspektyviausių detalesniems tyrimams.

    LHS 1140 b skrieja aplink mažą raudonąją nykštukę, o tokios žvaigždės yra vienos dažniausių Paukščių Take. Planetos masė siekia apie 5,6 Žemės masės, o jos skersmuo, pagal ankstesnius vertinimus, yra maždaug 70 proc. didesnis nei mūsų planetos.

    Kodėl tai vadinama proveržiu?

    Svarbiausia naujiena yra pirmasis tiesioginis signalas, rodantis, kad uolinė planeta gyvenamojoje zonoje turi atmosferą. Iki šiol tokiais atvejais dažniausiai būdavo remiamasi netiesioginiais modeliais, o ne aiškiais stebėjimais.

    Atmosferos pėdsakas užfiksuotas stebėjimais, atliktais naudojant WINERED spektrografą Magellan Clay teleskope Čilėje. Tyrėjai aptiko helio signalą, kuris siejamas su dujų nutekėjimu iš viršutinių atmosferos sluoksnių.

    „Tai pirmas kartas, kai tiesiogiai patvirtinome atmosferą aplink uolinę egzoplanetą, esančią savo žvaigždės gyvenamojoje zonoje“, – teigiama tyrėjų išvadose.

    Ar tai reiškia, kad ten yra gyvybė?

    Mokslininkai pabrėžia, kad atmosferos aptikimas dar nėra nei gyvybės, nei net skystos vandens būsenos patvirtinimas. Vis dėlto atmosfera laikoma vienu kertinių veiksnių, galinčių stabilizuoti klimatą ir apsaugoti paviršių nuo žalingos spinduliuotės.

    Helio buvimas leidžia įtarti, kad žemiau gali būti ir sunkesnių dujų, pavyzdžiui, anglies dioksido, vandens garų, deguonies ar anglies monoksido, tačiau tai dar turi būti patikrinta. Cheminė sudėtis yra svarbi, nes būtent ji lemia šiltnamio efektą, temperatūrų režimą ir galimą vandens stabilumą.

    Šis atradimas ypač reikšmingas dėl raudonųjų nykštukių prigimties: jaunystėje jos dažnai pasižymi stipriu ultravioletiniu spinduliavimu ir galingu žvaigždžių vėju. Dėl to ilgą laiką buvo manoma, kad arti tokių žvaigždžių esančios uolinės planetos gali lengvai prarasti atmosferą.

    Kokie bus kiti žingsniai?

    LHS 1140 b dabar laikoma vienu realiausių taikinių, kuriuose verta ieškoti atmosferos „pirštų atspaudų“ ir galimų geologinių procesų požymių. Artimiausiais metais numatoma siekti tikslesnių matavimų moderniais prietaisais, įskaitant Jameso Webbo kosminį teleskopą.

    Tyrėjai tikisi nustatyti, ar atmosferoje yra vandens garų, anglies dioksido ir kitų junginių, kurie padėtų suprasti planetos paviršiaus sąlygas. Taip pat atkreipiamas dėmesys, kad tame pačiame planetų sistemos komplekse yra dar viena planeta, tačiau, pagal turimus duomenis, ji atmosferos neturi.

  • Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Vėjai, kurie laužo taisykles

    Milžiniškos dujinės planetos, vadinamos karštaisiais Jupiteriais, skrieja taip arti savo žvaigždžių, kad jų atmosfera įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių. Pagal ilgai taikytus atmosferos modelius tai turėtų reikšti ir ypač greitus vėjus, nes didesnis įkaitimas stiprina oro masių cirkuliaciją.

    Vis dėlto nauja septynių karštųjų Jupiterių analizė parodė priešingą vaizdą: kuo planeta karštesnė, tuo jos vėjai, palyginti su lūkesčiais, atrodo lėtesni. Astronomai šį dėsningumą vadina netikėtu, nes jis kertasi su paprasta logika, kad karštis turėtų suteikti daugiau energijos atmosferai.

    Kaip išmatuojami vėjai už Saulės sistemos ribų

    Nors egzoplanetų magnetinių laukų tiesiogiai išmatuoti dar nepavyksta, mokslininkai gali gana tiksliai nustatyti vėjo greitį pagal cheminių elementų pėdsakus atmosferoje. Šiuo atveju stebėtas atmosferoje esantis išgaravęs geležies signalas, o Doplerio efektas leido įvertinti, kaip greitai juda dujos.

    Stebėjimams panaudoti aukštos skyros spektrografai MAROON-X, įrengtas Gemini North teleskope, ir ESPRESSO, veikiantis ESO Very Large Telescope. Tokie prietaisai leidžia fiksuoti itin menkus spektrinių linijų poslinkius, kurie rodo dujų judėjimą planetos atmosferoje.

    Magnetinis laukas kaip stabdis

    Nustatyti vėjai vis tiek yra milžiniški, siekiantys apie 2–7 kilometrus per sekundę, tačiau svarbiausia yra tendencija: įkaitusios planetos nepademonstravo prognozuoto pagreitėjimo. Palyginimui, Jupiterio vėjai, laikomi vienais greičiausių Saulės sistemoje, siekia maždaug 0,4 kilometro per sekundę.

    „Tai visiškai prieštarauja intuicijai, nes, jei visos kitos sąlygos panašios, karštesnės planetos turėtų turėti daugiau energijos, kuri pagreitintų vėjus“, – sakė astronomas Vivien Parmentier.

    Tyrėjų teigimu, tikėtiniausias paaiškinimas yra magnetinis laukas, galintis lėtinti elektriškai įkrautų dujų judėjimą. Karštųjų Jupiterių aukštoje atmosferoje dėl temperatūrų dalis dujų tampa jonizuotos, todėl jų judėjimą gali slopinti magnetinė sąveika, vadinama magnetohidrodinaminiu stabdymu.

    Remdamiesi nustatytu ryšiu tarp temperatūros ir vėjo greičio, autoriai preliminariai įvertino, kad šių planetų magnetinių laukų stiprumas gali būti keli gausai, panašiai kaip Jupiterio. Kadangi tai netiesioginis metodas, mokslininkai pabrėžia, jog reikės daugiau stebėjimų ir didesnės planetų imties, kad išvada būtų patvirtinta.

    Kodėl tai svarbu ir kas toliau

    Jei magnetinis stabdymas bus galutinai patvirtintas, tai gali tapti vienu įtikinamiausių įrodymų, kad už Saulės sistemos ribų egzistuoja aktyvūs planetų magnetiniai laukai. Tokie laukai svarbūs ne tik orų dinamikai, bet ir atmosferos išlikimui, nes gali padėti apsaugoti ją nuo žvaigždės vėjo ir spinduliuotės poveikio.

    „Šis proveržis atveria visiškai naują langą egzoplanetų tyrimuose: pirmą kartą galime pradėti lyginti kitų pasaulių magnetines aplinkas“, – sakė astronomė Julia Seidel.

    Tyrimas publikuotas žurnale Nature Astronomy ir atspindi platesnę šiuolaikinės astronomijos kryptį: pereiti nuo pavienių įdomių egzoplanetų istorijų prie statistiškai patikimų dėsningumų. Artimiausiais metais, plečiantis aukštos skyros spektroskopijos galimybėms ir daugėjant stebimų planetų, mokslininkai tikisi tiksliau įvertinti, kaip magnetiniai laukai formuoja karštųjų Jupiterių klimatą.

  • Netoli Saulės sistemos aptikta superžemė Ross 318 b: gali turėti atmosferą ir amžiną naktį

    Kaip aptikta nauja superžemė?

    Mokslininkai pranešė aptikę naują superžemės klasės planetą Ross 318 b, esančią prie raudonosios nykštukės žvaigždės Ross 318. Apie jos egzistavimą išdavė nežymūs žvaigždės judėjimo pokyčiai, kuriuos sukelia planetos gravitacija.

    Planetai aptikti pritaikytas radialinių greičių metodas, kai pagal žvaigždės šviesos spektro linijų poslinkius matuojama, ar ji periodiškai artėja ir tolsta. Tokie svyravimai leidžia apskaičiuoti planetos orbitos periodą ir mažiausią jos masę.

    Tyrėjai rėmėsi archyviniais spektrografų CARMENES ir HIRES stebėjimais, sukauptais per maždaug 15 metų. Ilgas laikotarpis svarbus, nes leidžia atskirti tikrą planetos signalą nuo žvaigždės aktyvumo sukeliamų „triukšmų“.

    Ką apie planetą žinoma dabar?

    Pagal pateiktus skaičiavimus, Ross 318 b aplink savo žvaigždę apskrieja per 39,63 dienos. Nustatyta minimali masė siekia apie 6,21 Žemės masės, todėl objektas priskiriamas superžemėms.

    Spėjamas planetos spindulys yra apie 1,74 Žemės spindulio, o orbita driekiasi maždaug 0,16 astronominio vieneto atstumu nuo žvaigždės. Tai atitinka apie 24 000 000 kilometrų.

    Planetos pusiausvyros temperatūra įvertinta apie 237 kelvinus, tai yra maždaug minus 36 laipsniai Celsijaus. Šis dydis apibūdina teorinę temperatūrą, nevertinant šiltnamio efekto, debesuotumo, atmosferos sudėties ar šilumos pernašos planetos paviršiuje.

    Amžina naktis ir atmosfera: kas dar neaišku?

    Didžiausia Ross 318 b išskirtinybė siejama su jos sukimosi režimu: manoma, kad planeta yra potvyniškai prirakinta prie žvaigždės. Tai reikštų, kad viena jos pusė nuolat atsukta į žvaigždę, o kita skendi nuolatinėje naktyje.

    Toks scenarijus svarbus vertinant klimatą, nes temperatūrų skirtumas tarp dienos ir nakties pusių gali būti milžiniškas. Vis dėlto atmosfera, jeigu ji išlikusi, gali pernešti šilumą ir sušvelninti kraštutinumus, todėl mokslininkams itin aktualu nustatyti, ar planeta yra uolinė ir ar turi dujinį apvalkalą.

    Tyrimą apsunkina tai, kad Ross 318 yra aktyvi raudonoji nykštukė: tokios žvaigždės dažnai „mėto“ žybsnius, turi dėmių ir magnetinių ciklų, kurie gali imituoti planetos sukeliamą signalą. Nurodoma, kad šios žvaigždės efektyvioji temperatūra yra apie 3 450 kelvinų, o jos sukimasis trunka apie 51,5 paros.

    Artimiausi tolimesni žingsniai paprastai apima papildomus didelės skiriamosios gebos spektrinius stebėjimus ir paiešką, ar planeta tranzituoja prieš žvaigždę. Jei tranzitas būtų užfiksuotas, atsirastų daugiau galimybių patikslinti planetos dydį ir net pradėti atmosferos sudėties paieškas.

  • JWST aptiko žvaigždės išdegintą uolinę superžemę: ji didesnė už Žemę, bet beveik plika

    JWST aptiko žvaigždės išdegintą uolinę superžemę: ji didesnė už Žemę, bet beveik plika

    Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) užfiksavo itin tamsų, žvaigždės kaitros išdegintą uolinį pasaulį LHS 3844 b, kuris savo savybėmis gali priminti Merkurijų ar Mėnulį. Planetos dydis išsiskiria: ji laikoma maždaug 30 proc. didesne už Žemę, tačiau, panašu, beveik neturi atmosferos.

    Šis objektas nuo Žemės nutolęs apie 50 šviesmečių ir aplink raudonąją nykštukę apskrieja vos per maždaug 11 valandų. Toks artumas reiškia milžinišką spinduliuotės ir žvaigždinio vėjo poveikį, todėl bet kokia kadaise buvusi atmosfera galėjo būti tiesiog „nupūsta“ į kosmosą.

    Vienoje pusėje amžina diena

    Mokslininkai aiškina, kad LHS 3844 b greičiausiai yra gravitaciškai „pririšta“ prie savo žvaigždės, todėl viena pusė visada atsukta į ją, o kita skendi amžinoje naktyje. Dieninėje pusėje temperatūra gali siekti apie 1 000 kelvinų, tad paviršius tampa ypač nedraugiškas bet kokiems mums įprastiems procesams.

    JWST negali nufotografuoti tokios planetos taip, kaip matome Saulės sistemos kūnus, tačiau gali išmatuoti jos skleidžiamą infraraudonąją spinduliuotę. Iš jos sudaromas spektras, leidžiantis spręsti apie paviršiaus sudėtį, nes skirtingos medžiagos skleidžia ir sugeria šviesą skirtingais bangos ilgiais.

    Ką išdavė infraraudonasis spektras

    Stebėjimams panaudotas JWST vidutinio infraraudonojo diapazono prietaisas MIRI, o rezultatai sulyginti ir su ankstesniais NASA „Spitzer“ teleskopo duomenimis. Tyrėjai padarė išvadą, kad planetos paviršius gali būti panašus į bazaltą, uolieną, susidarančią greitai stingstant magniu ir geležimi praturtintai laviai.

    Kita vertus, spektras taip pat suderinamas su scenarijumi, kad viršuje gali vyrauti ne šviežios uolienų plokštės, o senas, smūgių ir spinduliuotės suardytas dulkinis sluoksnis. Kadangi planeta, tikėtina, neturi atmosferos, jos paviršius neapsaugotas nuo meteorų, kietųjų dalelių ir radiacijos, todėl per ilgą laiką gali susidaryti storas suirusių uolienų sluoksnis.

    Tektonika ir vulkanizmas – didelis klausimas

    Ankstesniuose darbuose buvo svarstoma, ar LHS 3844 b gali turėti tektoninį aktyvumą, tačiau naujesnė analizė pateikia atsargesnį vaizdą. Tyrimo autoriai pabrėžia, kad Žemei būdinga plokščių tektonika šiai planetai greičiausiai netaikoma arba yra neveiksminga, o vandens joje turėtų būti labai mažai.

    „Galima daryti išvadą, kad Žemei būdinga plokščių tektonika šiai planetai netaikoma arba yra neveiksminga“, – sakė NASA Sagan Fellow Harvardo ir Smithsono astrofizikos centre Sebastianas Zieba.

    „Šioje planetoje, tikėtina, yra labai mažai vandens“, – pridūrė jis.

    Norėdami suprasti, ar pasaulis vis dar geologiškai aktyvus, astronomai ieško netiesioginių ženklų, pavyzdžiui, dujų, kurios Saulės sistemoje dažnai siejamos su vulkanizmu. Tyrėjai nurodo, kad šiuo metu JWST duomenys nepateikė aiškaus anglies dioksido ar sieros junginių signalo, kuris galėtų rodyti aktyvų išsiskyrimą iš gelmių.

    Mokslininkai jau yra surinkę papildomų JWST stebėjimų, kurie turėtų padėti tiksliau atskirti, ar spinduliuotės spektrą formuoja kietos uolienos, ar skirtingo grūdėtumo ir tekstūros dulkės. Tokie metodai remiasi patirtimi, sukaupta tiriant Saulės sistemos beveik beorę aplinką turinčius kūnus, pavyzdžiui, asteroidus.

    Tyrimo rezultatai publikuoti „Nature Astronomy“, o pats metodas laikomas svarbiu žingsniu siekiant tiksliau apibūdinti uolines egzoplanetas. Ilgainiui tai gali priartinti atsakymą, kaip skirtingose žvaigždžių sistemose formuojasi planetų paviršiai, ar jos išlaiko atmosferas ir kokia jų geologinė istorija.