Podobna do Ziemi planeta krążąca wokół karła M – najczęstszego typu gwiazdy we wszechświecie – wydaje się nie mieć żadnej atmosfery. Odkrycie to może spowodować poważny zwrot w poszukiwaniach życia na innych planetach.
Ponieważ karły M są tak wszechobecne, odkrycie to oznacza, że duża liczba planet krążących wokół tych gwiazd może również nie mieć atmosfery, a zatem jest mało prawdopodobne, aby mogły one pomieścić żywe istoty.
Prace, które doprowadziły do odkrycia planety bez atmosfery, nazwanej GJ 1252b, są szczegółowo opisane w Astrophysical Journal Letters.
Planeta ta krąży wokół swojej gwiazdy dwukrotnie w ciągu jednego dnia na Ziemi. Jest ona nieco większa od Ziemi i znajduje się znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia do Słońca, co sprawia, że GJ 1252b jest intensywnie gorąca, jak również niegościnna.
„Ciśnienie promieniowania gwiazdy jest ogromne, wystarczające, aby zdmuchnąć atmosferę planety,” powiedziała Michelle Hill, astrofizyk z UC Riverside i współautorka badania.
Ziemia również traci część swojej atmosfery z powodu Słońca, ale emisje wulkaniczne i inne procesy związane z cyklem węglowym sprawiają, że straty są ledwo zauważalne, pomagając uzupełnić to, co zostało utracone. Jednak w większej bliskości gwiazdy, planeta nie może stale uzupełniać utraconej ilości.
W naszym układzie słonecznym taki los spotkał Merkurego. Ma on atmosferę, ale niezwykle cienką, składającą się z atomów zdmuchniętych z jego powierzchni przez Słońce. Ekstremalne ciepło planety powoduje, że atomy te uciekają w przestrzeń.
Aby stwierdzić, że GJ 1252b nie ma atmosfery, astronomowie zmierzyli promieniowanie podczerwone pochodzące od planety, gdy jej światło zostało przesłonięte podczas zaćmienia wtórnego. Ten rodzaj zaćmienia występuje, gdy planeta przechodzi za gwiazdą i światło planety, jak również światło odbite od jej gwiazdy, zostaje zablokowane.
Promieniowanie ujawniło palące temperatury planety w ciągu dnia, szacowane na 2,242 stopni Fahrenheita – tak gorące, że złoto, srebro i miedź stopiłyby się na planecie. Ciepło, w połączeniu z zakładanym niskim ciśnieniem na powierzchni, doprowadziło badaczy do przekonania, że nie ma tam atmosfery.
Nawet przy ogromnej ilości dwutlenku węgla, który zatrzymuje ciepło, badacze doszli do wniosku, że GJ 1252b nadal nie byłaby w stanie utrzymać atmosfery. „Planeta mogłaby mieć 700 razy więcej węgla niż ma Ziemia, a nadal nie miałaby atmosfery. Początkowo tworzyłaby się, ale potem zwężała i ulegała erozji” – powiedział Stephen Kane, astrofizyk UCR i współautor badania.
Gwiazdy karłowate M mają zazwyczaj więcej rozbłysków i aktywności niż Słońce, co jeszcze bardziej zmniejsza prawdopodobieństwo, że planety ściśle je otaczające mogłyby utrzymać swoje atmosfery.
„Możliwe, że stan tej planety może być złym znakiem dla planet znajdujących się jeszcze dalej od tego typu gwiazdy” – powiedział Hill. „Jest to coś, czego dowiemy się z James Webb Space Telescope, który będzie przyglądał się planetom takim jak te”.
Praca Hilla nad tym projektem była wspierana przez grant z programu Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology.
W sąsiedztwie słonecznym Ziemi znajduje się 5 tysięcy gwiazd, z których większość to karły M. Nawet jeśli planety krążące wokół nich można całkowicie wykluczyć, nadal istnieje około 1000 gwiazd podobnych do Słońca, które mogą nadawać się do zamieszkania.
„Jeśli planeta jest wystarczająco daleko od karła 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”.
