I 2015 opdagede astronomer en spændende ekstrasolar planet beliggende i et stjernesystem omkring 39 lysår fra Jorden. På trods af at kredset meget tæt på sin moderstjerne, syntes denne "Venus-lignende" planet - kendt som GJ 1138b - stadig at være cool nok til at have en atmosfære. Kort fortalt blev der en debat om, hvilken slags atmosfære det måtte have, uanset om det var en ”tør Venus” eller en ”våd Venus”.
Og nu takket være indsatsen fra et internationalt forskerteam er eksistensen af en atmosfære bekræftet omkring GJ 1138b. Ud over at afvikle debatten om denne planets natur markerer det også første gang, at der er opdaget en atmosfære omkring en supermasse med lav masse. Oven i det er GJ 1138b nu den fjerneste jordlignende planet, der vides at have en atmosfære.
Anført af John Southworth (fra Keele University) og Luigi Mancini (fra University of Rome Tor Vergata), omfattede forskerteamet medlemmer fra Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), National Institute for Astrophysics (INAF), University of Cambridge og Stockholm University. Deres undersøgelse med titlen "Detektion af atmosfæren i den 1,6 jordmasse-exoplanet GJ 1132b", dukkede for nylig op i The Astrophysical Journal.
Ved hjælp af GROND-billedbehandleren på La Silla-observatoriets 2,2 m ESO / MPG-teleskop overvågede teamet GJ 1132b i forskellige bølgelængder, da det transiterede foran sin moderstjerne. I betragtning af planetens omløbsperiode (1,6 dage) forekommer disse transiter ganske ofte, hvilket gav masser af muligheder for at se den passere foran sin stjerne. Dermed overvågede de stjernen for let fald i dens lysstyrke.
Som Dr. Southworth forklarede til Universet via e-mail, bekræftede disse observationer eksistensen af en atmosfære:
”Hvad vi gjorde, var at måle mængden af dæmpning ved 7 forskellige bølgelængder i optisk og næsten infrarødt lys. På en af disse bølgelængder (IR) syntes planeten at være lidt større. Dette indikerede, at planeten har en stor atmosfære omkring sig, som tillader det meste af stjernelyset at passere, men er uigennemsigtig med en bølgelængde. ”
Holdmedlemmerne fra University of Cambridge og MPIA gennemførte derefter simuleringer for at se, hvad denne atmosfære kunne sammensætte. I sidste ende konkluderede de, at den sandsynligvis har en tyk atmosfære, der er rig på vand og / eller metan - hvilket modsatte de nylige teorier om, at planeten havde en tynd og spændende atmosfære (dvs. en ”tør Venus”).
Det var også første gang, at en atmosfære er bekræftet omkring en planet, der ikke er væsentligt større i størrelse og masse til Jorden. Tidligere har astronomer opdaget atmosfærer omkring mange andre exoplaneter. Men i disse tilfælde var planeterne enten gigantkæmper eller planeter, der var mange gange Jordens størrelse og masse (alias "Super-Earths"). GJ 1132b er imidlertid 1,6 gange så massiv som Jorden og måler 1,4 jordradiier.
Derudover er disse fund et væsentligt skridt i søgen efter liv ud over vores solsystem. På nuværende tidspunkt forsøger astronomer at bestemme den kemiske sammensætning af en planetens atmosfære for at bestemme, om den kunne være beboelig. Hvor den rigtige kombination af kemiske ubalancer findes, ses tilstedeværelsen af levende organismer som en mulig årsag.
Ved at være i stand til at bestemme, at en planet i den nedre ende af den superjordiske skala har en atmosfære, er vi et skridt tættere på at være i stand til at bestemme eksoplanets beboelsesevne. Påvisning af en atmosfære-bærende planet omkring en M-type (rød dværg) stjerne er også gode nyheder i sig selv. Røde dværgstjerner med lav masse er den mest almindelige stjerne i galaksen, og nylige fund har indikeret, at de måske er vores bedste skud til at finde beboelige verdener.
Udover at detektere adskillige jordiske planeter omkring røde dværgstjerner i de senere år - inklusive syv omkring en enkelt stjerne (TRAPPIST-1) - findes der også forskning, der antyder, at disse stjerner er i stand til at være vært for et stort antal planeter. På samme tid har der været bekymring for, om røde dværge er for varierende og ustabile til at understøtte beboelige verdener.
Som Southworth forklarede, at det at spotte en atmosfære omkring en planet, der tæt kredser rundt om en rød dværg, kan hjælpe med at styrke sagen for rød dværgs beboelsesevne:
”Et af de store spørgsmål har været, at stjerner med meget lav masse typisk har stærke magnetfelter og dermed kaster en masse røntgenstråler og ultraviolet lys ud. Disse højenergi-fotoner har tendens til at ødelægge molekyler i atmosfæren og kan også fordampe dem fuldstændigt. Det faktum, at vi har opdaget en atmosfære omkring GJ 1132b, betyder, at denne form for planet virkelig er i stand til at bevare en atmosfære i milliarder af år, selvom den bombarderes af højenergifotoner fra deres værtsstjerner.
I fremtiden forventes GJ 1132b at være et højt prioriteret mål for undersøgelse med Hubble-rumteleskopet, Very Large Telescope (VLT) ved Paranal-observatoriet i Chile og næste generations teleskoper som James Webb Space Telescope (planlagt til lancering i 2018). Der foretages allerede observationer, og resultaterne forventes ivrigt.
Jeg er sikker på, at jeg ikke er den eneste, der gerne vil høre, hvad astronomer opdager, når de sætter deres syn på dette nærliggende stjernesystem og det er en Venuslignende verden! I mellemtiden skal du huske at tjekke denne video om GJ 1132b, takket være MIT-nyheder:
