Planeta podobna do Ziemi krążąca wokół karła typu M – najpowszechniejszego typu gwiazdy we wszechświecie – wydaje się w ogóle nie mieć atmosfery. To odkrycie może spowodować poważną zmianę w poszukiwaniach życia na innych planetach.
Ponieważ karły typu M są tak wszechobecne, odkrycie to oznacza, że duża liczba planet krążących wokół tych gwiazd może również nie mieć atmosfer i dlatego jest mało prawdopodobne, aby zawierały żywe organizmy.
Prace, które doprowadziły do rewelacji na temat planety bez atmosfery, nazwanej GJ 1252b, są szczegółowo opisane w Astrophysical Journal Letters.
Ta planeta okrąża swoją gwiazdę dwukrotnie w ciągu jednego dnia na Ziemi. Jest nieco większa od Ziemi i znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca, przez co GJ 1252b jest niezwykle gorąca i niegościnna.
„Ciśnienie promieniowania gwiazdy jest ogromne, wystarczające, aby zdmuchnąć atmosferę planety” – powiedziała Michelle Hill, astrofizyk z UC Riverside i współautorka badań.
Ziemia z czasem traci również część swojej atmosfery z powodu słońca, ale emisje wulkaniczne i inne procesy obiegu węgla sprawiają, że strata jest ledwo zauważalna, pomagając uzupełnić to, co zostało utracone. Jednak w większej odległości od gwiazdy planeta nie może stale uzupełniać utraconej ilości.
W naszym Układzie Słonecznym taki los spotkał Merkurego. Ma atmosferę, ale niezwykle cienką, złożoną z atomów wyrzuconych z jego powierzchni przez słońce. Ekstremalne ciepło planety powoduje, że atomy te uciekają w kosmos.
Aby ustalić, że GJ 1252b nie ma atmosfery, astronomowie zmierzyli promieniowanie podczerwone z planety, gdy jej światło zostało przesłonięte podczas wtórnego zaćmienia. Ten rodzaj zaćmienia występuje, gdy planeta przechodzi za gwiazdą, a światło planety, a także światło odbite od jej gwiazdy, jest blokowane.
Promieniowanie ujawniło palące temperatury w ciągu dnia, które szacuje się na 2242 stopnie Fahrenheita – tak gorące, że złoto, srebro i miedź stopiłyby się na planecie. Ciepło w połączeniu z zakładanym niskim ciśnieniem powierzchniowym doprowadziło naukowców do przekonania, że nie ma atmosfery.
Nawet przy ogromnej ilości dwutlenku węgla, który zatrzymuje ciepło, naukowcy doszli do wniosku, że GJ 1252b nadal nie będzie w stanie utrzymać atmosfery. „Planeta może mieć 700 razy więcej węgla niż Ziemia i nadal nie miałaby atmosfery. Początkowo gromadziłaby się, ale potem zmniejszałaby się i erodowała” – powiedział Stephen Kane, astrofizyk UCR i współautor badań.
Gwiazdy karłowate typu M mają zwykle więcej rozbłysków i aktywności niż Słońce, co dodatkowo zmniejsza prawdopodobieństwo, że planety blisko nich mogą utrzymać swoją atmosferę.
„Możliwe, że stan tej planety może być złym znakiem dla planet jeszcze bardziej oddalonych od tego typu gwiazd” – powiedział Hill. „To jest coś, czego nauczymy się od Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który będzie obserwował planety takie jak te”.
Prace Hilla nad tym projektem zostały wsparte grantem z programu Future Investigators w programie NASA Earth and Space Science and Technology.
Badania prowadził Ian Crossfield z Uniwersytetu Kansas. W jej skład weszli naukowcy z UC Riverside oraz NASA Jet Propulsion Laboratory, Caltech, University of Maryland, Carnegie Institution for Science, Max Planck Institute for Astronomy, McGill University, University of New Mexico oraz University of Montreal.
W sąsiedztwie Słońca Ziemi znajduje się 5000 gwiazd, większość z nich to karły typu M. Nawet jeśli planety krążące wokół nich można całkowicie wykluczyć, nadal istnieje około 1000 gwiazd podobnych do Słońca, które mogą nadawać się do zamieszkania.
„Jeżeli planeta znajduje się wystarczająco daleko od karła typu M, może potencjalnie zachować atmosferę. Nie możemy jeszcze stwierdzić, że wszystkie skaliste planety wokół tych gwiazd zostaną zredukowane do losu Merkurego” – powiedział Hill. „Pozostaję optymistą”.