Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

K2-141b: ekstremalne temperatury, magmowy ocean i skały spadające z nieba

Recommended Posts

Na wielu planetach pozasłonecznych panują ekstremalne warunki. Znamy takie, gdzie z nieba spada szkło czy płynne żelazo. Teraz międzynarodowy zespół naukowy poinformował o tym, co dzieje się na planecie K2-141b. Z przeprowadzonych symulacji komputerowych wynikach, że powierzchnia planety, jej oceany i atmosfera składają się z tego samego budulca – ze skał.

Ta planeta wielkości Ziemi znajduje się tak blisko swojej gwiazdy macierzystej, że dochodzi tam do odparowywania i skarplania się skał, prędkość wiatrów dochodzi tam do 5000 km/h, a na K2-141b istnieje ocean magmy o głębokości 100 kilometrów.
Naukowcy z McGill University, York University oraz Indyjskiego Instytutu Edukacji Naukowej odkryli, że 2/3 planety jest ciągle oświetlone przez jej gwiazdę. Po stronie nocnej temperatura wynosi -200 stopni Celsjusza, po dziennej zaś dochodzi do 3000 stopni. To wystarczy, by rozpuścić i odparować skały. Ze skał tych tworzy się cienka atmosfera.

Zjawiska zachodzące na K2-141b przypominają obieg wody na Ziemi. Z tym, że tam jest to obieg skał. Skały odparowują, potężne wiatry wiatry przenoszą je na ciemną stronę, gdzie dochodzi do kondensacji i opadów. Cały cykl nie jest jednak tak stabilny jak obieg wody na Ziemi. Magmowy ocean wolno przemieszcza się ze strony ciemnej na jasną. Naukowcy przewidują, że prowadzi to do zmiany składu mineralnego, co z czasem spowoduje zmiany w powierzchni i atmosferze K2-141b.

Wszystkie skaliste planety podobne do Ziemi rozpoczynały swe życie jako magmowe światy roztopionych skał. Potem szybko ostygły i utworzyły stałe lądy. Lawowe planety dają nam wgląd w ten etap ewolucji, mówi profesor Nicolas Cowan z McGill.

Uczeni chcą teraz zweryfikować wyniki swoich symulacji. Obecnie analizują dane z Teleskopu Kosmicznego Spitzera. W ten sposób zweryfikują wyniki obliczeń temperatury dla strony dziennej i nocnej K2-141b. Mają nadzieję, że w niedalekiej przyszłości będą mogli użyć danych z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, który ma zostać wystrzelony w przyszłym roku, co pozwoli im na sprawdzenie, czy atmosfera K2-141b zachowuje się tak, jak wynika z ich obliczeń.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szanghajskie Obserwatorium Astronomiczne zaproponowało umieszczenie w przestrzeni kosmicznej teleskopu, którego zadaniem byłoby poszukiwanie egzoplanet. Jeśli propozycja zostanie zaakceptowana – a decyzja ma zapaść latem bieżącego roku – Chiny rozpoczną budowę swojego pierwszego teleskopu kosmicznego wykrywającego egzoplanety.
      Zgodnie z propozycją Earth 2.0 Telescope miałby zostać umieszczony w punkcie libracyjnym L2 – tym samym w którym znajduje się Teleskop Webba – gdzie miałby spędzić cztery lata. Uczeni z Szanghaju chcą, by Earth 2.0 obserwował część kosmosu w kierunku centrum Drogi Mlecznej poszukując tam tranzytu planet na tle ich gwiazd macierzystych. Głównym celem zainteresowania teleskopu miałyby być egzoplanety wielkości Ziemi, krążące wokół gwiazd podobnych do Słońca po orbicie podobnej do orbity Ziemi. To oznacza, że teleskop musi być bardzo czuły oraz zdolny do długotrwałej obserwacji tych samych gwiazd, by odnotować tranzyty mające miejsce raz na kilkanaście miesięcy.
      Ge Jian, profesor z Szanghaju mówi, że Earth 2.0 nie byłby w stanie samodzielnie rozpoznawać planet bliźniaczych Ziemi. Zadaniem urządzenia byłoby odnalezienie planety, określenie jej wielkości i czasu obiegu wokół gwiazdy. Dane te byłyby następnie wykorzystywane podczas kolejnych obserwacji za pomocą innych urządzeń. I dopiero te obserwacje powiedziałyby nam, czy Earth 2.0 Telescope znalazł planetę podobną do naszej, która znajduje się w ekosferze swojej gwiazdy. Tacy kandydaci na planety byliby obserwowani za pomocą teleskopów naziemnych, dzięki którym określilibyśmy ich masę oraz gęstość. Następnie niektóre z nich można by dalej śledzić za pomocą naziemnych i kosmicznych spektroskopów w celu określenia widma światła pochodzącego z planety, co pozwoli na zbadanie składu ich atmosfery, mówi uczony.
      Chiński teleskop skupiłby się na tym samym obszarze, który badał słynny Teleskop Keplera. jednak miałby znacznie większe pole widzenia, zatem mógłby obserwować większy obszar i więcej gwiazd.
      Pole widzenia Keplera wynosi 115 stopni kwadratowych. Teleskop obserwował ponad pół miliona gwiazd, odkrył około 2600 egzoplanet, a drugie tyle czeka na potwierdzenie. Earth 2.0. Telescope miałby mieć 500-stopniowe pole widzenia. Warto nadmienić, że cały nieboskłon to około 41 000 stopni kwadratowych. Chiński teleskop byłby zdolny do monitorowania 1,2 miliona gwiazd. Mógłby też obserwować bardziej odległych i mniej jasnych gwiazd niż Teleskop Keplera.
      Profesor Ge mówi, że z obliczeń jego zespołu wynika, iż taki teleskop mógłby odkryć około 30 000 nowych planet, z czego około 5000 byłoby podobnych do Ziemi.
      Zgodnie z projektem Earth 2.0 Telescope składałby się z 6 teleskopów poszukujących planet podobnych do Ziemi i 1 szukającego zimnych lub swobodnych planet wielkości Marsa.
      Decyzja odnośnie ewentualnego sfinansowania projektu ma zapaść w czerwcu. Jeśli zostanie wydana zgoda na przeprowadzenie misji, Earth 2.0 Telescope mógłby zostać wystrzelony już w 2026 roku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie potwierdzili, że wokół Proximy Centauri, gwiazdy najbliższej Słońcu, krąży nieznana dotychczas planeta. To trzecia planeta Proximy Centauri. Z dotychczas zdobytych danych wynika, że jej masa to zaledwie 25% masy Ziemi, jest zatem jedną z najlżejszych znanych nam egzoplanet.
      Odkrycie to pokazuje, że najbliższy nam sąsiad może zawierać sporo interesujących światów. Znajdują się w odległości, z której możemy je badać, a w przyszłości eksplorować, mówi główny autor badań, João Faria z Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço w Portugalii.
      Nowa planeta, Proxima d, znajduje się w odległości około 4 milionów kilometrów od swojej gwiazdy. To 10-krotnie bliżej niż odległość pomiędzy Merkurym a Słońcem i niemal 40-krotnie bliżej niż między Słońcem a Ziemią. Mimo tak niewielkiej odległości Proxima d krąży się w ekosferze swojej gwiazdy, czyli takiej odległości, która pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym na jej powierzchni. Czas obiegu nowo odkrytej planety wokół Proximy Centauri wynosi zaledwie 5 dni.
      Już wcześniej znaliśmy dwie planety na orbitach wokół Proximy Centauri. Proxima b ma masę porównywalną z masą Ziemi, znajduje się w ekosferze i obiega gwiazdę w ciągu 11 dni. Druga z nich to wciąż niepotwierdzona Proxima c, superziemia lub gazowy olbrzym o okresie orbitalnym wynoszącym aż 5 lat. Znajduje się poza ekosferą.
      Proxima b została odkryta w 2016 roku, a odkrycie ostatecznie potwierdzono w roku 2020. Proximę d zauważono po raz pierwszy roku 2019, a teraz potwierdzono, że obserwowane spadki jasności gwiazdy nie są spowodowane jej zmiennością, a wynikają z obecności planety.
      Proxima d to najlżejsza egzoplaneta odnaleziona metodą analizy prędkości radialnej. Technika ta polega na badaniu chybotania gwiazdy pod wpływem oddziaływania planety. To niezwykle ważne osiągnięcie. Pokazuje bowiem, że technika analizy prędkości kątowej może pomóc w odkryciu nieznanej dotychczas populacji lekkich planet podobnych do Ziemi. Spodziewany się, że to najbardziej rozpowszechniona we wszechświecie klasa planet i potencjalnie może na nich istnieć życie podobne do ziemskiego, stwierdził Pedro Figueira z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile.
      Mimo, że Proxima Centauri znajduje się w odległości „zaledwie” 4 lat świetlnych od Ziemi, to obecnie możemy ją jedynie obserwować. Jednak warto przypomnieć, że w 2017 roku niemieccy naukowcy zaproponowali trwającą 150 lat misję do Alfa Centauri i Proximy b, a kilka miesięcy później pojawiła się informacja, że o wysłaniu pojazdu do Proximy Centauri myśli też NASA. Przed dwoma laty zaś naukowcy obliczyli, kiedy wysłane w latach 70. sondy Pioneer i Voyager dotrą do gwiazd innych niż Słońce.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zmierzyć ilość wody i tlenku węgla w atmosferze egzoplanety. Pomiarów dokonał międzynarodowy zespół naukowy korzystający z teleskopu Gemini South Observatory w Chile. Na jego czele stał profesor Michael Line z Arizona State University, a wyniki badań opublikowano w Nature. Celem badań była zaś planeta oddalona od nas o zaledwie 340 lat świetlnych.
      WASP-77Ab to planeta należąca do kategorii gorących Jowiszów. Przypomina ona Jowisz, ale temperatura na jej powierzchni przekracza 1100 stopni Celsjusza. uczeni skupili się na badaniu jej atmosfery sprawdzając, jakie pierwiastki są w niej obecne w porównaniu ze składem jej gwiazdy. Ze względu na rozmiary i temperatury gorące Jowisze są świetlnym laboratorium do badania gazów atmosferycznych i sprawdzania teorii dotyczących formowania się planet, mówi profesor Line.
      Gemini South to teleskop o średnicy lustra 8,1 metra znajdujący się na Cerro Pachon w Andach. Teleskop należy do instytucji naukowych z USA, Kanady, Chile, Brazylii i Argentyny. Jest jednym z dwóch bliźniaczych urządzeń wchodzących w skład Gemini Observatory. Drugie urządzenie, Gemini North, znajduje się na Hawajach.
      Naukowcy wykorzystali instrument Immersion GRating INfrared Spectrometer (IGRINS) na Gemini South, za pomocą którego obserwowali poświatę cieplną egzoplanety obiegającej gwiazdę. IGRINS pozwolił na wykrycie o określenie względnych proporcji gazów w atmosferze. Zaś dzięki określeniu względnych ilości wody i tlenku węgla, byli w stanie stwierdzić, jaka jest zawartość tlenu i węgla w atmosferze WASP-77Ab.
      Wartości zgadzały się z naszymi oczekiwaniami i były niemal takie same jak w przypadku gwiazdy macierzystej tej planety, mówi Line. Uczony dodaje, że praca jego zespołu to jednocześnie demonstracja metod pomiaru tak ważnych gazów jak tlen czy metan w atmosferach niezbyt odległych planet. Gazy te to biosygnatury, a ich badania pomogą znaleźć planety, na których może istnieć życie.
      Doszliśmy do momentu, w którym możemy mierzyć względne wartości gazów atmosferycznych egzoplanet z równą precyzją, co gazów w atmosferach planet Układy Słonecznego. Pomiary węgla i tlenu oraz innych pierwiastków w atmosferach większej liczby egzoplanet pozwolą nam lepiej zrozumieć pochodzenie i ewolucję Jowisza i Saturna, dodaje uczony. A jeśli możemy to zrobić za pomocą obecnie istniejącej technologii, to pomyślmy tylko, co będzie możliwe dzięki teleskopom przyszłości, jak Gigantyczny Teleskop Magellana. Naprawdę możliwe jest, że jeszcze przed końcem obecnej dekady wykorzystamy tę samą technikę do poszukiwania sygnatur życia, stwierdza Line. W ubiegłym roku amerykańska Narodowa Fundacja Nauki przyznała 17,5 miliona USD na przyspieszenie prac nad Gigantycznym Teleskopem Magellana.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      WASP-76b, planeta opisywana jako supergorący Jowisz, może być jeszcze dziwniejsza niż się wydawało. Nie dość, że pada tam żelazny deszcz, to naukowcy z USA, Kanady i Irlandii Północnej odkryli w jej atmosferze duże ilości zjonizowanego wapnia. A to dopiero pierwsze wyniki przewidzianego na wiele lat projektu badawczego Exoplanets with Gemini Spectroscopy (ExoGemS).
      Gorące Jowisze to gazowe olbrzymy, które krążą tak blisko swoich gwiazd macierzystych, że panują na nich temperatury podobne do temperatury gwiazdy. Odkryta w 2016 roku planeta WASP-76b znajduje się w odlełości około 640 lat świetlnych od Ziemi. Okrąża ona gwiazdę typu F, nieco cieplejszą od Słońca. A pełny obieg wokół gwiazdy trwa zaledwie 43 godziny. To pokazuje, jak blisko gwiazdy musi znajdować się planeta. Nic więc dziwnego, że jest na niej tak gorąco, iż dochodzi do odparowania żelaza, które następnie się skrapla i spada w postaci deszczu.
      Uczeni z Cornell University, University of Toronto oraz Queen's University Belfast, prowadzą projekt badania takich właśnie egzotycznych światów. Dzięki badaniom egzoplanet o różnych masach i temperaturach chcemy stworzyć bardziej całościowy obraz zróżnicowania tych światów. Od planet, na których z nieba spadają żelazne deszcze, poprzez światy o umiarkowanym klimacie i od planet o masie znacznie większej od Jowisza po takie, które wielkością przypominają Ziemię, mówi profesor Ray Jayawardhana. Dzięki współczesnym teleskopom i instrumentom już teraz możemy dowiedzieć się wiele o ich atmosferach, zbadać ich skład, właściwości fizyczne, stwierdzić obecność chmur czy rozpoznać wielkoskalowe wzorce wiatrów, dodaje.
      Podczas obserwacji WASP-76b uczeni zauważyli trzy rzadko odnotowywane linie spektralne. Zauważyliśmy bardzo dużo wapnia. To naprawdę silny sygnał. Linie spektralne zjonizowanego wapnia mogą wskazywać, że w górnych warstwach atmosfery tej planety wieją bardzo silne wiatry, albo że temperatura na planecie jest znacznie wyższa niż sądziliśmy, wyjaśnia główna autorka badań, doktorantka Emily Deibert.
      Planeta obraca się synchronicznie do swojej gwiazdy, a zatem okres jej obrotu wokół własnej osi jest równy okresowi jej obiegu wokół gwiazdy. To oznacza, ni mniej ni więcej, że jedna jej połowa jest stale zwrócona w stronę gwiazdy. Na stronie nocnej, na którą światło gwiazdy nigdy nie pada, panuje temperatura około 1300 stopnie Celsjusza. Po stronie dziennej jest o około 1000 stopni cieplej. Deibert i jej zespół badali obszar umiarkowany, ten znajdujący się pomiędzy stroną dzienną a nocną.
      W ramach projektu ExoGemS – na którego czele stoi Jake Turner w Wydziału Astronomii Cornell University – naukowy chcą szczegółowo zbadać co najmniej 30 egzoplanet.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy poszukujący życia poza Układem Słonecznym zwracają uwagę na planety o podobnej masie, rozmiarach, temperaturze i składzie atmosfery, co Ziemia. Astronomowie z University of Cambridge twierdzą jednak, że istnieje znacznie więcej możliwości, niż tylko znalezienie „drugiej Ziemi”. Na łamach Astrophysical Journal opublikowali artykuł, w którym informują o zidentyfikowaniu nowej klasy planet, na których może istnieć życie. A jako że planety tą są bardziej rozpowszechnione i łatwiejsze do obserwowania niż kopie Ziemi, nie można wykluczyć, że ślady życia poza Układem Słonecznym znajdziemy w ciągu kilku lat.
      Ta nowa klasa została przez nich nazwana „planetami hyceańskimi”, od złożenia wyrazów „hydrogen” (wodór) i „ocean”. To światy pokryte oceanem o atmosferze bogatej w wodór. Planety hyceańskie otwierają zupełnie nowe możliwości w dziedzinie poszukiwania życia, mówi główny autor badań, doktor Nikku Madhusudhan z Insytutu Astroomii.
      Wiele z kandydatów na „planety hyceańskie” to obiekty większe i cieplejsze od Ziemi. Ale z ich charakterystyk wynika, że są pokryte olbrzymimi oceanami zdolnymi do podtrzymania życia w takiej formie, jaką znajdujemy z najbardziej ekstremalnych ziemskich środowiskach wodnych. Co więcej, dla planet takich istnieje znacznie większa ekosfera.
      Ekosfera, przypomnijmy, to taki zakres odległości planety od jej gwiazdy macierzystej, w którym woda na planecie może istnieć w stanie ciekłym. Jak się okazuje, w przypadku „planet hyceańskich” ekosfera jest szersza niż dla planet wielkości Ziemi.
      W ciągu ostatnich niemal 30 lat odkryliśmy tysiące planet poza Układem Słonecznym. Większość z nich to planety większe od Ziemi, a mniejsze od Neptuna, zwane super-Ziemiami. To zwykle skaliste lub lodowe olbrzymy z atmosferami bogatymi w wodór. Wcześniejsze badania takich planet pokazywały, że jest na nich zbyt gorąco, by mogło tam istnieć życie.
      Niedawno zespół Madhusudhana prowadził badania super-Ziemi K2-18. Naukowcy odkryli, że w pewnych okolicznościach na planetach takich mogłoby istnieć życie. Postanowili więc przeprowadzić szerzej zakrojone badania, by określić, jakie warunki powinna spełniać planeta i jej gwiazda, by tego typu okoliczności zaszły, które ze znanych egzoplanet je spełniają oraz czy możliwe byłoby zaobserwowanie z Ziemi ich biosygnatur, czyli śladów tego życia.
      Uczeni stwierdzili, że „planety hyceańskie” mogą być do 2,6 razy większe od Ziemi, temperatura ich atmosfery może dochodzić do 200 stopni Celsjusza, ale warunki panujące w oceanach mogą być podobne do warunków, w jakich w ziemskich oceanach istnieją mikroorganizmy. Do klasy tej należą też „ciemne planety hyceańskie”, których obrót jest zsynchronizowany z ich obiegiem wokół gwiazdy, zatem w stronę gwiazdy zwrócona jest zawsze jedna strona planety. Tego typu ciała niebieskie mogłyby utrzymać życie tylko na stronie nocnej.
      Planety większe od Ziemi, ale nie bardziej niż 2,6-krotnie, dominują wśród odkrytych planet. Można przypuszczać, że „planety hyceańskie” występują wśród nich dość powszechnie. Dotychczas jednak nie cieszyły się zbyt dużym zainteresowaniem, gdyż skupiano się przede wszystkim na badaniu planet najbardziej podobnych do Ziemi.
      Jednak sam rozmiar to nie wszystko. Aby potwierdzić, że mamy do czynienia z „planetą hyceańską” musimy też poznać jej masę, temperaturę oraz skład atmosfery.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...