Pierwsza "druga" Ziemia

Kepler22-b
Porównanie układu planetarnego Kepler-22 z naszym Układem Słonecznym. Uklad Kepler-22 został odkryty przez Kosmiczny Teleskop Keplera wystrzelony w marcu 2009 r. Planeta Kepler-22b krąży wokół gwiazdy podobnej do naszego Słońca.  Źródło: NASA/ AMES/JPL-Caltech

Misja Kepler poświęcona poszukiwaniom planet podobnych do Ziemi w obszarach stref zamieszkiwalnych (czyli w takich obszarach, gdzie warunki na planecie pozwalają na występowanie wody w stanie ciekłym) odniosła kolejny sukces.

Wśród około 170 000 monitorowanych obiektów znaleziono gwiazdę oznaczoną jako Kepler-22 i towarzyszącą jej planetę, nazwaną zgodnie z konwencją Kepler 22-b. Po wykryciu tranzytu w danych fotometrycznych uruchomiona została kampania obserwacyjna z udziałem teleskopów na Ziemi, uzupełniając dane m.in. o pomiary prędkości radialnych, które potwierdzają odkrycie planety.

Cały układ planetarny jest szczególnie interesujący, gdyż w swoich charakterystykach podobny jest do układu Ziemia – Słońce. Kepler-22 to karzeł typu widmowego G5 o temperaturze efektywnej około 5518 K, więc jest to gwiazda nieco chłodniejsza od Słońca. Planeta Kepler-22b obiega swoją gwiazdę z okresem 290 dni na orbicie o półosi wielkiej równej 0.85 jednostki astronomicznej. Maksymalna masa planety szacowana jest na 36 mas Ziemi, choć jej wyznaczenie jest bardzo niepewne. Z dużą dokładnością został wyznaczony natomiast promień planety, który wynosi 2,38 promienia Ziemi (błąd wyznaczenia to tylko 0,13 promienia Ziemi, a więc 5,5%). Tak dokładny pomiar jest możliwy dzięki technice asterosejsmologii, która poprzez badanie pulsacji gwiazdy pozwala na określenie jej promienia i masy z bardzo dużą precyzją. Połączenie dokładnych pomiarów parametrów gwiazdy z modelami opisującymi przebieg tranzytu umożliwia dokładny opis właściwości samej planety.

Znając masę i promień planety, możliwe jest wyznaczenie gęstości materii, z której zbudowana jest planeta – dla Keplera 22b wynosi ona nie więcej niż 1,46g/cm3, co nie wyklucza, że planeta jest skalista.

Mamy więc planetę potencjalnie skalistą, na orbicie nieco mniejszej niż ziemska, ale przy nieco chłodniejszej gwieździe. Czy możliwe jest zatem, że warunki na Keplerze-22b pozwalają na utrzymanie się tam wody w stanie ciekłym?

Jeśli założymy brak atmosfery, nasłonecznienie Keplera-22b zbliżone do tego, które mamy na Ziemi oraz sama planeta ma podobne do ziemskiego albedo, temperatura na powierzchni wynosiłaby 265K, czyli około 8 stopni Celsjusza poniżej zera. Gdy założymy dodatkowo, że Kepler 22-b posiada atmosferę podobną do ziemskiej, temperatura na jego powierzchni byłaby wyższa na skutek efektu cieplarnianego. I tak dla Ziemi występowanie atmosfery podnosi temperaturę na powierzchni o około 33 stopnie w porównaniu do sytuacji, gdy atmosfera na Ziemi by nie istniała.

Kepler 22-b może więc znajdować się w strefie zamieszkiwalnej. Precyzyjne wyznaczenie promienia tej planety sprawia, że jest to najmniejsza jak dotąd planeta znaleziona w strefie zamieszkiwalnej gwiazdy innej niż Słońce.

Artykuł o tym odkryciu opublikowano w najnowszym wydaniu The Astrophysical Journal, vol. 745 1 luty 2012:
Kepler-22b: A 2.4 Earth-Radius Planet In The Habitable Zone Of A Sun-Like Star


12 stycznia 2012
Monika Adamów

Liczba odsłon: 1408