2015 upptäckte astronomer en spännande extrasolar planet som ligger i ett stjärnsystem omkring 39 ljusår från jorden. Trots att han kretsade mycket nära sin moderstjärna, verkade denna "Venus-liknande" planet - känd som GJ 1138b - fortfarande vara tillräckligt cool för att ha en atmosfär. I korthet följde en debatt om vilken typ av atmosfär den kunde ha, vare sig det var en ”torr Venus” eller en ”våt Venus”.
Och nu, tack vare ett internationellt forskarteams ansträngningar, har förekomsten av en atmosfär bekräftats kring GJ 1138b. Förutom att lösa debatten om denna planets natur markerar det också första gången en atmosfär upptäcks kring en lågmassa superjord. Dessutom är GJ 1138b nu den längsta jordliknande planeten som är känd för att ha en atmosfär.
Ledd av John Southworth (från Keele University) och Luigi Mancini (från University of Rome Tor Vergata) inkluderade forskarteamet medlemmar från Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), National Institute for Astrophysics (INAF), University of Cambridge och Stockholms universitet. Deras studie, med titeln "Detektion av atmosfären i 1,6 jordmassexoplaneten GJ 1132b", dykte nyligen upp i The Astrophysical Journal.
Med hjälp av GROND-avbildaren på La Silla-observatoriets 2,2 m ESO / MPG-teleskop övervakade teamet GJ 1132b i olika våglängder när det passerade framför sin moderstjärna. Med tanke på planetens omloppsperiod (1,6 dagar) sker dessa transiter ganska ofta, vilket gav många möjligheter att se den passera framför sin stjärna. På så sätt övervakade de stjärnan för små minskningar i ljusstyrkan.
Som Dr. Southworth förklarade för universum via e-post, bekräftade dessa observationer förekomsten av en atmosfär:
”Vad vi gjorde var att mäta mängden dimning vid 7 olika våglängder i optiskt och nära infrarött ljus. Vid en av dessa våglängder (IR) verkade planeten vara något större. Detta indikerade att planeten har en stor atmosfär runt sig som gör att det mesta av stjärnljuset kan passera genom, men är ogenomskinligt med en våglängd. ”
Teammedlemmarna från University of Cambridge och MPIA genomförde sedan simuleringar för att se vilken atmosfärs sammansättning skulle kunna vara. I slutändan drog de slutsatsen att den troligen har en tjock atmosfär som är rik på vatten och / eller metan - vilket strider mot de senaste teorierna om att planeten hade en tunn och svag atmosfär (dvs. en ”torr Venus”).
Det var också första gången en atmosfär har bekräftats runt en planet som inte är betydligt större i storlek och massa till jorden. Tidigare har astronomer upptäckt atmosfärer runt många andra exoplaneter. Men i dessa fall var planeterna antingen gasjättar eller planeter som var många gånger jordens storlek och massa (alias "Super-Earths"). GJ 1132b är emellertid 1,6 gånger så massiv som jorden och mäter 1,4 jordradier.
Dessutom är dessa fynd ett viktigt steg i sökandet efter liv bortom vårt solsystem. För närvarande försöker astronomer bestämma den kemiska sammansättningen av en planetens atmosfär för att bestämma om den kan vara bebörlig. När den rätta kombinationen av kemiska obalanser finns, ses närvaron av levande organismer som en möjlig orsak.
Genom att kunna fastställa att en planet i nedre änden av superjordsskalan har en atmosfär, är vi ett steg närmare att kunna bestämma exoplanetens livsmiljö. Upptäckten av en atmosfärbärande planet runt en M-typ (röd dvärg) är också goda nyheter i sig själv. Röda dvärgstjärnor med låg massa är den vanligaste stjärnan i galaxen, och de senaste fynden tyder på att de kan vara vårt bästa skott för att hitta bebodda världar.
Förutom att detektera flera markbundna planeter runt röda dvärgstjärnor under de senaste åren - inklusive sju runt en enda stjärna (TRAPPIST-1) - finns det också forskning som antyder att dessa stjärnor kan hysa ett stort antal planeter. Samtidigt har det varit farhågor om röda dvärgar är för variabla och instabila för att stödja bebodda världar.
Som Southworth förklarade, att det att upptäcka en atmosfär runt en planet som nära kretsar om en röd dvärg kan hjälpa till att stärka fallet för röd dvärgs bana:
”En av de stora frågorna har varit att stjärnor med mycket låg massa vanligtvis har starka magnetfält och därmed slänger ut mycket röntgenstråle och ultraviolett ljus. Dessa högenergifotoner tenderar att förstöra molekyler i atmosfären och kan också avdunsta dem helt. Det faktum att vi har upptäckt en atmosfär runt GJ 1132b betyder att den här typen av planet verkligen kan behålla en atmosfär i miljarder år, även om den bombarderas av högenergifotonerna från deras värdstjärnor.
I framtiden förväntas GJ 1132b vara ett högt prioriterat mål för studier med Hubble Space Telescope, Very Large Telescope (VLT) vid Paranal Observatory i Chile och nästa generations teleskop som James Webb Space Telescope (schemalagd för lansering 2018). Redan observeras observationer och resultaten förväntas ivrigt.
Jag är säker på att jag inte är den enda som vill höra vad astronomer upptäcker när de sätter sin syn på detta närliggande stjärnsystem och det är en Venusliknande värld! Under tiden ska du kolla in den här videon om GJ 1132b, med tillstånd av MIT-nyheter:
