Umjetnička ilustracija kamenitog planeta oko M patuljka Gliese 876. Kreditna slika: NSF. Klikni za veću sliku
U naletu zemlje poznat kao ekstrasolarni lov na planete, najcjenjenija nekretnina oglašava se kao "zemaljska". U ponedjeljak, 13. lipnja, znanstvenici su utrkali da postave svoju zastavu na gorućem trupu stijene u orbiti oko crvene zvijezde.
Ovaj novootkriveni planet otprilike je sedam puta veći od mase Zemlje, i zbog toga je najmanji ekstrasolarni planet našao u orbiti oko glavne sekvence ili "patuljaste" zvijezde (zvijezde, poput našeg sunca, koje sagorevaju vodik).
Postoje čak i manji planeti za koje se zna da postoje izvan našeg Sunčevog sustava, ali oni imaju nesreću da opkole pulsare, one koji brzo vrte školjke umirućih zvijezda. Ne smatra se da bi takvi planeti bili udaljeni za stanovanje zbog intenzivnog zračenja pulsima.
Smatra se da su planete visoke deset ili manje Zemlje kamenite, dok su masivniji planeti vjerojatno plinoviti, jer njihova jača gravitacija znači da skupljaju i zadržavaju više plina tijekom planetarne formacije. Do sada je pronađeno 155 ekstrasolarnih planeta, ali većina ih ima mase koje su usporedive s plinovitim Jupiterom od kamene Zemlje (Jupiter je 318 puta veći od mase Zemlje).
Iako se ovaj novi planet reklamira kao zemljani zbog njegove relativno male mase, zemljaci ne bi željeli uskoro u njemu unajmiti kuću. Kao jedna stvar, kuća bi se rastopila. Površinske temperature procijenjene za ovaj planet - 200 do 400 stupnjeva Celzijusa (400 do 750 stupnjeva Celzija) - rezultat su udaljenosti planete od njegove zvijezde.
Planeta živi samo 0,021 AU od zvijezde Gliese 876 (1 AU je udaljenost između Zemlje i Sunca), a završava orbitu za manje od dva zemaljska dana. Najbliži Suncu našem Sunčevom sustavu - plamen vrućeg Merkura - nalazi se gotovo 20 puta dalje, a orbitira oko 0,4 AU.
"Budući da je planet u dvodnevnoj orbiti, zagrijan je na temperature u obliku pećnice, tako da ne očekujemo život", kaže član znanstvenog tima Paul Butler iz Carnegie Institucije u Washingtonu.
U našem Sunčevom sustavu naseljiva zona - umjereno područje u kojem bi voda mogla postojati kao tekućina na površini planeta - je otprilike 0,95 do 1,37 AU ili između orbita Venere i Marsa. Zvijezda Gliese 876 je oko 600 puta manje blistava od našeg sunca, tako da je predložena stambena zona mnogo bliža, otprilike između 0,06 i 0,22 AU.
Na 0,021 AU, novi planet je preblizu zvijezdi da bi bio u naseljenoj zoni, a također je podvrgnut većim količinama zračenja visoke energije poput ultraljubičastog svjetla i X-zraka. Dok crveni patuljci poput Gliese 876 emitiraju niže razine UV u odnosu na zvijezde poput našeg sunca, oni emitiraju silovite rendgenske zrake.
Sljedeća komplikacija iz tako bliske orbite je da je planet možda glavno zaključan, s istom stranom planeta koja je uvijek okrenuta prema zvijezdi. Ako nema značajne atmosfere za distribuciju topline, jedna strana planeta bit će prekuvana, dok će druga ostati hladna.
Smatra se da je Gliese 876 star oko 11 milijardi godina, što ga čini dvostruko starijim od našeg sunca. Ali na neki način, Gliese je tinejdžer odrasle osobe našeg sunca. Zvijezde G klase poput našeg sunca žive oko 10 milijardi godina, dok se smatra da crveni patuljci M klase žive 100 milijardi godina (stariji od doba svemira!).
Član znanstvenog tima Geoff Marcy sa kalifornijskog sveučilišta Berkeley kaže da je M zvijezdama potrebno dugo vremena da se ohlade i smanje na svoju glavnu veličinu niza i svjetlinu. Kaže da bi, ako je planet migrirao prema unutrašnjosti do današnje bliske orbite, vjerojatno napravio ovaj potez tijekom prvih nekoliko milijuna godina, a zatim bio izložen mnogo većem zračenju nego što je to bio slučaj stotinama milijuna godina.
Smatra se da je gliese 876 siromašan metalom (prema astronomu, bilo koji element teži od vodika i helij je klasificiran kao "metal"). Formiranje planeta može biti povezano s metalnošću zvijezde, budući da i zvijezda i planeti tvore od istog izvornog materijala. Dakle, kamenita planeta poput Zemlje, načinjena od elemenata poput silikata i željeza, očekuje se da kruže oko zvijezde koja je bogata metalima.
Iako je siromašan metalima, Gliese 876 je višestruki planet. Poznato je da dva planeta divovskih plinova kruže oko Gliese 876: najudaljeniji planet gotovo je dvostruko veći od Jupitera, a orbitira pri 0,21 AU; srednji planet je otprilike polovica mase Jupitera, koji orbitira na 0,13 AU.
"Cijeli planetarni sustav je vrsta minijature našeg sunčevog sustava", kaže Marcy. "Zvijezda je mala, orbite su male, a bliže je najmanja od njih, baš kao što je arhitektura u našem vlastitom Sunčevom sustavu, a najmanji planeti orbitiraju oko giganata."
Imamo mnogo više soba za lakte u našem Sunčevom sustavu. Merkur je udaljeniji od sunca nego udaljenosti svih ovih planeta zajedno. Planeti u sustavu Gliese 876 su tako blizu jedan drugoga, da gravitacijski djeluju međusobno. Ova vrsta gravitacijskog tegljača bila je način na koji su znanstvenici uspjeli detektirati planete u prvom redu.
Tijekom orbite, planeti će gravitacijski povlačiti svoju zvijezdu s raznih strana. Znanstvenici mjere rezultirajuće pomake u zvjezdanoj svjetlosti da bi utvrdili postojanje planeta u orbiti.
Da bi naučili više o najmanjoj planeti Gliese 876, znanstvenici će morati upotrijebiti drugu tehniku lova na planet nazvanu tranzitna fotometrija. Ova metoda promatra kako izgleda da svjetlost zvijezde tone kada planet prođe ispred zvijezde iz našeg vidnog polja. Pomračenje planeta u orbiti omogućava astronomima da utvrde njegovu masu i polumjer. Slaganje ovih brojeva ukazuje na gustoću planeta, što onda sugerira od čega se sastoji i da li je planet kamenit ili plinovit.
Međutim, tranzitna fotometrija ne može nam reći ništa o planetama koji orbitiraju oko Gliese 876, jer je sustav nagnut na 50 stupnjeva s našeg gledišta. Taj kut znači da planete neće blokirati nijednu zvjezdanu svjetlost koja dosegne Zemlju.
Crveni patuljci su najčešći tip zvijezde u našoj galaksiji, a čine oko 70 posto svih zvijezda. Ipak, od 150 crvenih patuljaka koje su proučavali tijekom godina, Marcy i Butler su samo našli planete koji su na orbiti oko njih dvojice. Budući da su većina do sada pronađenih planeta plinski divovi, to bi moglo značiti da su crveni patuljci manje sposobni za lučenje takvih svjetova.
Marcy kaže da će nastaviti pratiti Gliese 876 radi bilo kakvih nagovještaja o četvrtom ili petom planetu. "Ovo će zasigurno biti jedna od naših najdražih zvijezda od sada."
Utrka do cilja
Istraživački rad koji opisuje ovo otkriće podnio je Astrophysical Journal. Znanstvenici kažu da su dobili povoljno preliminarno izvješće suca, te očekuju da će njihov rad biti prihvaćen i objavljen za nekoliko mjeseci. Tijekom tiskovne konferencije u ponedjeljak, znanstvenici su upitani zašto su odlučili objaviti svoj nalaz sada, prije nego što je rad prihvaćen za objavljivanje. Je li učinjeno kako bi se potukli drugi lovci na planete koji bi im mogli biti vrući za petama?
Marcy je odgovorila da žele spriječiti da vijesti o njihovom otkriću istječu. "Znali smo za to prije tri godine, pratili smo ga tiho, pažljivo, čuvajući tajnu dok smo dvostruko i trostruko provjeravali. Prije otprilike mjesec dana razgovarao sam s Michaelom Turnerom ovdje, ljudima iz NSF-a (National Science Foundation), i zajednički smo odlučili da je ovo otkriće toliko izvanredno, možda ono što biste nazvali prekretnicom u planetarnoj znanosti, da je bilo teško zamisliti zadržavanje poklopac na ovom vrlo dugo. Stoga smo odlučili da je bolje, nego da to procuri u novinske medije, i da se valja okolo, s tim da jedna novina rano sazna o tome i tako dalje, da je bolje da to brzo objavimo. "
Marcy se tada upustila u obranu zašto je vjerovala da je njihov nalaz točan, a brzo su ga podržali njegovi kolege. Međutim, točnost njihovog nalaza nije bila dovedena u pitanje. Možda je njihova rana najava, u kombinaciji s prethodno potrebnom tajnom, dokaz intenzivne konkurencije koja je od početka obilježila lov na planete.
Prvo ekstrasolarno otkriće planeta najavili su 5. listopada 1995. gradonačelnik Michel i Didier Queloz iz Ženevskog opservatorija, a Marcy i Butler potvrdili su svoja zapažanja sljedeći tjedan. Nedavni primjer natjecanja u hvatanju drugih "ekstrasolarnih" planeta dogodio se prošlog ljeta, kada je 25. kolovoza 2004., gradonačelnik Nuno Santos i njegove kolege najavili otkriće prve ekstrasolarne planete mase Neptuna - tada najmanjeg ekstrasolarnog planeta poznata po orbiti sunčeve zvijezde. Ta je najava stigla manje od tjedan dana prije nego što su Marcy i Butler objavili dva otkrića planeta mase Neptuna.
Gradonačelnik i njegove kolege također su proučavali Gliese 876. Na astronomskoj konferenciji u lipnju 1998., gradonačelnik i Marcy neovisno su najavili otkrivanje masivnijeg plinskog giganta koji kruži oko ove zvijezde. Marcy i Butler bili su prvi koji su pratili ovaj nalaz, najavljujući otkriće drugog planeta plinovitog diva zvijezde 2001. godine.
Misija Kepler, koja bi trebala biti lansirana u lipnju 2008., pretražit će zemaljske planete u orbiti oko udaljenih zvijezda. Misija određuje planet veličine Zemlje između 0,5 i 2,0 mase Zemlje ili između 0,8 i 1,3 promjera Zemlje. Planeti između 2 i 10 zemaljskih masa, poput planete najavljene u ponedjeljak, definirani su kao Veliki zemaljski planeti.
Izvorni izvor: NASA Astrobiology
