Astronomowie odkryli egzoplanetę wielkości Ziemi lub świat poza naszym Układem Słonecznym, który może być pokryty wulkanami. Nazywana LP 791-18 d, planeta może podlegać wybuchom wulkanów tak często, jak księżyc Jowisza Io, najbardziej aktywne wulkanicznie ciało w naszym Układzie Słonecznym.
Znaleźli i zbadali planetę, korzystając z danych z satelity TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) NASA i emerytowanego Teleskopu Kosmicznego Spitzera, a także zestawu obserwatoriów naziemnych.
Artykuł na temat planety – kierowany przez Merrin Peterson, absolwentkę Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) z siedzibą na Uniwersytecie w Montrealu – ukazał się 17 maja w czasopiśmie naukowym Nature.
„LP 791-18 d jest zsynchronizowany pływowo, co oznacza, że ta sama strona jest stale zwrócona w stronę swojej gwiazdy” – powiedział Björn Benneke, współautor i profesor astronomii w iREx, który zaplanował i nadzorował badania. „Strona dzienna byłaby prawdopodobnie zbyt gorąca, aby na powierzchni mogła istnieć woda w stanie ciekłym. Ale podejrzewamy, że aktywność wulkaniczna występująca na całej planecie może utrzymać atmosferę, która może pozwolić na skraplanie się wody po nocnej stronie”.
LP 791-18 d krąży wokół małego czerwonego karła oddalonego o około 90 lat świetlnych w południowym gwiazdozbiorze Krateru. Zespół szacuje, że jest tylko nieznacznie większy i masywniejszy niż Ziemia.
Astronomowie wiedzieli już o dwóch innych światach w systemie przed tym odkryciem, nazwanych LP 791-18 b i c. Wewnętrzna planeta b jest około 20% większa od Ziemi. Zewnętrzna planeta c jest około 2,5 razy większa od Ziemi i ponad siedem razy większa od niej.
Podczas każdej orbity planety d i c przechodzą bardzo blisko siebie. Każde zbliżenie się do masywniejszej planety c powoduje oddziaływanie grawitacyjne na planetę d, powodując, że jej orbita staje się nieco eliptyczna. Na tej eliptycznej ścieżce planeta d jest lekko zdeformowana za każdym razem, gdy okrąża gwiazdę. Te deformacje mogą wytworzyć wystarczające tarcie wewnętrzne, aby znacznie ogrzać wnętrze planety i wywołać aktywność wulkaniczną na jej powierzchni. Jowisz i niektóre jego księżyce wpływają na Io w podobny sposób.
Planeta d znajduje się na wewnętrznej krawędzi strefy nadającej się do zamieszkania, tradycyjnego zakresu odległości od gwiazdy, w którym naukowcy przypuszczają, że na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym. Jeśli planeta jest tak aktywna geologicznie, jak podejrzewa zespół badawczy, może utrzymywać atmosferę. Temperatury mogą spaść na tyle po nocnej stronie planety, że woda skrapla się na powierzchni.
Planeta c została już zatwierdzona do obserwacji czasu na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, a zespół uważa, że planeta d jest również wyjątkowym kandydatem do badań atmosfery przez misję.
„Wielkim pytaniem w astrobiologii, dziedzinie, która szeroko bada pochodzenie życia na Ziemi i poza nią, jest to, czy aktywność tektoniczna lub wulkaniczna jest niezbędna do życia” – powiedziała współautorka Jessie Christiansen, naukowiec z Exoplanet Science Institute w NASA. California Institute of Technology w Pasadenie. „Oprócz potencjalnego zapewnienia atmosfery, procesy te mogą powodować ubijanie materiałów, które w przeciwnym razie zatonęłyby i zostały uwięzione w skorupie, w tym te, które naszym zdaniem są ważne dla życia, takie jak węgiel”.
Obserwacje systemu Spitzera były jednymi z ostatnich zebranych przez satelitę przed jego wycofaniem z eksploatacji w styczniu 2020 r.
„To niesamowite czytać o kontynuacji odkryć i publikacji wiele lat po zakończeniu misji Spitzera” — powiedział Joseph Hunt, kierownik projektu Spitzera w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Południowej Kalifornii. „To naprawdę pokazuje sukces naszych pierwszorzędnych inżynierów i naukowców. Razem zbudowali nie tylko statek kosmiczny, ale także zestaw danych, który nadal jest atutem społeczności astrofizyków”.
TESS to misja NASA Astrophysics Explorer prowadzona i obsługiwana przez MIT w Cambridge w stanie Massachusetts oraz zarządzana przez NASA Goddard Space Flight Center. Dodatkowi partnerzy to Northrop Grumman z siedzibą w Falls Church w Wirginii; Ames Research Center NASA w Dolinie Krzemowej w Kalifornii; Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian w Cambridge, Massachusetts; Laboratorium Lincolna MIT; oraz Space Telescope Science Institute w Baltimore. W misji bierze udział kilkanaście uniwersytetów, instytutów badawczych i obserwatoriów z całego świata.
Cały zbiór danych naukowych zebranych przez Spitzera podczas jego istnienia jest publicznie dostępny za pośrednictwem archiwum danych Spitzera, znajdującego się w Infrared Science Archive w IPAC w Caltech w Pasadenie w Kalifornii. NASA Jet Propulsion Laboratory, oddział Caltech, zarządzał operacjami misji Spitzera dla Dyrekcji Misji Naukowych agencji w Waszyngtonie. Operacje naukowe przeprowadzono w Spitzer Science Center w IPAC w Caltech. Operacje statków kosmicznych odbywały się w Lockheed Martin Space w Littleton w Kolorado.