Egzoplaneta, na której odkrycie wszyscy czekaliśmy

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Genewie pod kierownictwem Helen Giles odkrył planetę pozasłoneczną EPIC248847494b oddaloną od Ziemi o 1800 lat świetlnych. Jest to planeta monotranzytowa o najdłuższej orbicie, jaką kiedykolwiek znaleziono. Ale co to tak naprawdę oznacza?

Astronomowie mają kilka sposobów na poszukiwanie egzoplanet - najczęstszym jest metoda tranzytu. Polega ona na wychwytywaniu spadków jasności gwiazdy spowodowanych przechodzeniem planety przez jej tarczę. W ten sposób odkryto już tysiące planet pozasłonecznych. Problem polega na tym, że aby potwierdzić istnienie danej egzoplanety potrzeba zazwyczaj co najmniej trzech tranzytów.

Dla planet o krótkiej orbicie - od kilku dni do kilku tygodni - nie jest to problem, ale w przypadku obiektów o dłuższej orbicie, pojawiają się komplikacje. Egzoplanety o orbitach odpowiadających ziemskiemu roku są trudne do wychwycenia metodą tranzytu, bo wymagają stałych obserwacji gwiazdy przez długi czas. W związku z tym, nie odkryliśmy zbyt wielu ciał niebieskich tego typu.

Planety o krótkich orbitach są na ogół blisko gwiazdy, a tym samym panują tam zbyt wysokie temperatury do podtrzymania życia - z wyjątkiem tych, które krążą wokół chłodnych gwiazd karłowatych. Planety znajdujące się w ekosferach sprzyjających rozwojowi życia okrążających gwiazdy podobne do Słońca, zazwyczaj mają dłuższe orbity.

Dlatego właśnie odkrycie EPIC248847494b jest tak wyjątkowe. Jest to tzw. planeta monotranzytowa, bo naukowcy potwierdzili jej istnienie za pomocą tylko jednego tranzytu.

- Zwykle aby znaleźć planetę tranzytową, potrzebne są przynajmniej trzy tranzyty. Większość zautomatyzowanego oprogramowania do wyszukiwania obiektów podczas tranzytu ma wbudowane odpowiednie algorytmy. Ale moja technika jest lepsza - powiedziała Giles.

Nowa technika może mieć ogromne znaczenie dla namierzenia egzoplanet w przyszłości, w tym takich rozmiarami zbliżonych do Ziemi. Do tej pory znaleziono jedynie garstkę planet monotranzytowych - większość z nich ma krótkie orbity. EPIC248847494b to obiekt unikalny pod tym względem, że okrążenie jego gwiazdy macierzystej zajmuje 10 lat. Jest to zatem planeta monotranzytowa o najdłuższej orbicie, jaką kiedykolwiek znaleziono. W przypadku tradycyjnej metody tranzytu potwierdzenie jej istnienia zajęłoby nam co najmniej 30 lat.

Zespół Giles wykonał pomiary prędkości radialnych za pomocą szwajcarskiego teleskopu Euler w Chile, wykorzystując informacje o gwieździe macierzystej zebrane przez satelitę Gaia. Naukowcy przeglądali zebrane dane ręcznie, krok po kroku, co zaowocowało wykryciem kandydatki na planetę, której istnienie wkrótce potem potwierdzono przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Keplera.

EPIC248847494b to prawdopodobnie gazowy olbrzym ok. 1,1 razy większy od Jowisza, orbitujący gwiazdę macierzystą w odległości około 4,5 au (au to jednostka astronomiczna, czyli odległość Ziemi od Słońca). To oznacza, że znajduje się w ekosferze swojej gwiazdy, czyli strefie, w której mogą występować warunki zdatne do rozwoju i podtrzymania życia.

Tranzyt EPIC248847494b jest niesamowicie długi, bo trwa aż 54 godziny. Dla przykładu - tranzyt Ziemi na tle Słońca obserwowany z daleka trwałby około 13 godzin.

- Zawsze starano się wykorzystać metodę tranzytową do znalezienia planet o długich orbitach - to jeden z powodów, dla którego nasze odkrycie jest wyjątkowe. Otwiera nam to nowe drzwi do polowań na planety - dodała Giles.

Przydatny może okazać się w tym satelita Transiting Exoplanet Survey (TESS), który został uruchomiony w kwietniu 2018 r. Wykorzystując metodę tranzytu i obserwując ok. 85 proc. nieba, TESS może znaleźć ponad 20 000 planet pozasłonecznych. Oznacza to, że obserwując każdy wycinek nieba przez 27 dni, odnotuje tylko trzy tranzyty planet o orbitach krótszych niż tydzień. Metoda Giles (mierzenie prędkości radialnej i ręczne przeszukiwanie danych) może być kluczowa dla planet orbitujących na dłuższych orbitach (jak Ziemia).

Dr John Mather z NASA odpowiedzialny za Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), zgodził się, że technika Giles może doprowadzić do ekscytujących przyszłych odkryć.

- Będziemy odkrywać coraz więcej planet monotranzytowych, także takich podobnych do Ziemi. Nowa metoda jest ekscytująca, bo pozwala potwierdzić obecność planet w znacznie krótszym czasie. To wielka rzecz - powiedział dr Mather.

Wracając do EPIC248847494b, skoro jest to gazowy olbrzym, a wszystkie planety tego typu z Układu Słonecznego mają własne księżyce, podobnie może być w tym przypadku. Nawet jeżeli na EPIC248847494b nie ma życia, to na jej egzoksiężycach, może być inaczej. Astronomowie nie znaleźli jeszcze takich obiektów.

Wiele wskazuje na to, że nadchodzą złote lata dla poszukiwania planet pozasłonecznych. Miejmy nadzieję, że EPIC248847494b jest pierwszą z tysięcy ekscytujących planet monotranzytowych, na których może istnieć życie.