Exoplaneta velikosti Země objevena v obyvatelné zóně červeného trpaslíka

Na základě pozorování pomocí observatoře NASA s názvem TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), Spitzer Space Telescope a dalších zařízení astronomové objevili kompaktní soustavu tří malých planet obíhajících kolem chladného červeného trpaslíka spektrální třídy M s názvem TOI-700. Jedna z těchto planet pojmenovaná TOI-700d má velikost 1,1 průměru Země a obíhá uvnitř obyvatelné zóny v okolí mateřské hvězdy.

Červený trpaslík TOI-700 je od Země vzdálen 102 světelné roky a jeho poloha se promítá do souhvězdí Mečouna (Dorado). Hmotnost mateřské hvězdy odpovídá přibližně 40 % hmotnosti Slunce, povrchová teplota je zhruba poloviční v porovnání s naší hvězdou.

Zmíněná hvězda je rovněž známá pod označením UCAC3 49-21611 a 2MASS J06282325-6534456, obíhají kolem ní nejméně tři exoplanety TOI-700b, c a d.

Planety jsou gravitačně uzamčené vůči hvězdě, což znamená, že kolem své osy rotují za stejnou dobu, za kterou oběhnou kolem hvězdy a tudíž k ní přivracejí pouze jednu svoji polovinu.

Nejvnitřnější planeta TOI-700b je téměř přesně tak velká jako Země, pravděpodobně je kamenná a jeden oběh kolem mateřské hvězdy vykoná za 10 dnů. TOI-700c je plynný obr přibližně 2,6× větší než Země (minineptun), mateřskou hvězdu oběhne jednou za 16 dnů. Nejvzdálenější planeta TOI-700d má průměr 1,1 Země a jeden oběh kolem červeného trpaslíka vykoná za 38 dnů. Planeta TOI-700d obíhá uvnitř tzv. obyvatelné zóny hvězdy, přijímá od ní 86 % energie, kterou Slunce poskytuje Zemi a její povrchová teplota kolísá kolem -3 °C.

Exoplaneta byla objevena na základě údajů z astronomické družice TESS. O její objev se zasloužila postgraduální studentka Emily Gilbertová se spolupracovníky.

„Hvězda TOI-700 hostí několik malých planet a je ideální pro určení jejich hmotnosti na základě velmi přesného změření navazujících radiálních rychlostí,“ tvrdí astronomové. „Planety jsou rovněž zajímavým cílem pro pozorování pomocí tranzitní spektroskopie ke studiu jejich atmosfér.“

V samostatné studii Samuel Quinn, astronom na Center for Astrophysics at Harvard & Smithsonian, využil se svými spolupracovníky observatoř Spitzer k potvrzení přítomnosti planety TOI-700d.

„Vzhledem k dosahu tohoto objevu – jedná se o první exoplanetu velikosti Země v obyvatelné zóně objevenou družicí TESS – jsme chtěli porozumět tomuto systému a být konkrétní, jak jen to bude možné,“ říká Joseph Rodriguez, rovněž z Center for Astrophysics at Harvard & Smithsonian. „Družice Spitzer studovala tranzity planety TOI-700d přesně v době, kdy byly očekávány. To je skvělý odkaz mise, která pomohla potvrdit dvě planety v okolí hvězdy TRAPPIST-1 a identifikovat pět dalších planet.“

Zatímco přesné podmínky na planetě TOI-700d nejsou známy, astronomové mohou využít nejnovější informace k předpovědím. Gabrielle Engelmann-Suissa, Universities Space Research Association, hostující vědecká asistentka na NASA’s Goddard Space Flight Center modelovala se svými spolupracovníky planetu v obyvatelné zóně červeného trpaslíka spektrální třídy M, a to v širokém rozpětí možných atmosférických podmínek.

„Naše 3D klimatické modely zkoumaly různorodost typů povrchu a složení atmosfér typicky přidružených k tomu, co astronomové pokládají za potenciálně obyvatelné světy,“ vysvětluje Gabrielle Engelmann-Suissa. „Protože TOI-700d je gravitačně svázána s hvězdou, vznik planetární oblačnosti a zákonitosti větrů může být překvapivě odlišné od podmínek na Zemi.“

Jedna simulace zahrnuje oceánem pokrytou planetu TOI-700d s hustou atmosférou, ve které dominuje oxid uhličitý. Je podobná té, kterou vědci očekávali na Marsu, když tato planeta ještě byla velmi mladá. Model atmosféry zahrnuje obsáhlou vrstvu oblačnosti na polokouli planety přivrácené k mateřské hvězdě.

Astronomové rovněž vytvořili simulace spekter pro 20 modelových verzí planety TOI-700d. „Jednou, až získáme skutečné spektrum planety TOI-700d, můžeme se vrátit zpět a porovnat, která simulace se bude nejvíce blížit skutečnosti,“ říká Gabrielle Engelmann-Suissa. „Je to vzrušující, protože jakákoliv látka, kterou vypátráme na planetě, může vypadat zcela odlišně od toho, co známe na Zemi.“

Tři týmy astronomů prezentovaly své závěry na 235. zasedání Americké astronomické společnosti v Honolulu na Havaji.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html a https://spaceflightnow.com/2020/01/10/new-discoveries-from-nasas-tess-mission-include-potentially-habitable-exoplanet/

autor: František Martinek