James Webb “zobaczył” planetę-oko? Nie tak prędko…

“Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zobaczył planetę oko”. Takie nagłówki widziałem w ostatnich dniach. Tyczą się one wniosków płynących z nowych obserwacji gwiazdy LHS 1140. Spider’s Web już w ogóle poszedł na całość wysrywając artykuł pod tytułem “Mamy to! Znaleźliśmy drugą Ziemię”, gdzie stwierdzili, iż jest bardzo możliwe, że istnieje tam życie.

No, delikatnie mówiąc, nie. Żeby nie przedłużać, zanim wejdziemy w szczegóły, powiedzmy sobie, o czym naprawdę tu mówimy. JWST dokonał obserwacji czerwonego karła LHS 1140, kiedy przez jego tarczę przechodziła planeta LHS 1140 b. Analizując tę odrobinkę światła przechodzącego przez atmosferę egzoplanety stwierdził, że nie ma tam wodoru. Koniec. Można z tego wyciągnąć interesujące wnioski, ale naciągane jest stwierdzić, że “zobaczył planetę-oko”. A abominacja, którą popełnił Spider’s Web to już zupełne prostytuowanie treści nie mające nic wspólnego z nauką, dziennikarstwem czy ludzką przyzwoitością. Nie, ta egzoplaneta nie jest drugą Ziemią. Nie, obecność życia nie jest tam bardzo prawdopodobna.

Egzoplanetę LHS 1140 b wykryto metodą tranzytu w 2017 roku, czyli obserwując przygasanie światła gwiazdy, gdy częściowo przysłaniała je egzoplaneta. Krąży ona wokół czerwonego karła, odległego o 49 lat świetlnych od Ziemi, na orbicie dziesięciokrotnie ciaśniejszej niż nasza. W przypadku tej, znacznie chłodniejszej, gwiazdy jest to odległość, która daje szanse na temperatury odpowiednie dla wody w stanie ciekłym.

Parę lat temu działanie rozpoczął Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i jednym z jego celów obserwacji był właśnie ten układ. LHS 1140 b ma promień o 70% większy niż Ziemia, oraz pięć i pół raza większą masę. Oznaczało to, że może być niewielką planetą gazową, podobną do mini-Neptuna, lub super-Ziemią zdominowaną przez oceany. Opublikowane właśnie wyniki wykluczyły grubą warstwę bogatej w wodór atmosfery. Co więcej, sugerują one obecność azotu i dwutlenku węgla (ale te wnioski cechuje mała pewność). Oznacza to, że LHS 1140 b niemal na pewno nie jest puchatą gazową planetą, a raczej ogromnym światem typu ziemskiego, gdzie około 15% masy może stanowić woda. Dla porównania na Ziemi woda stanowi 0.025% masy.

Ta egzoplaneta jest na tyle blisko swojej gwiazdy, że możliwe jest iż jest zakleszczona grawitacyjnie, czyli jest zawsze zwrócona tą samą stroną do LHS 1140. Przy takiej ilości wody i mniejszej ilości energii docierającej do powierzchni, istnieje szansa, że planeta wygląda jak wielka gałka oczna. To znaczy większość powierzchni może skuwać biały lód a środek półkuli zwróconej do gwiazdy zajmuje ciemny ocean. Zwracam uwagę na słowa “możliwe” oraz “może”.

Czy już widzicie jakim fikołkiem jest powiedzieć, że JWST “zobaczył” planetę-oko? Dla Jamesa Webba, cały układ LHS 1140 to plamka światła. A co z tymi farmazonami od Spider’s Web? Słabiutko. Na ten moment nie mamy żadnych istotnych biosygnatur. Woda jest kluczowa dla życia, ale niewystarczająca. Zrobiłem trochę prostych obliczeń, z których wynika, że ocean LHS 1140 b może mieć grubość od trzech do sześciu tysięcy kilometrów. Warunki w głębinach takiego oceanu są niewyobrażalne. Nawet nie chodzi o to, że ciśnienie rozpuściłoby znane nam formy życia. Przy takim ciśnieniu, dolne setki, czy tysiące kilometrów może stanowić nie ciecz, ciało stałe - egzotyczne formy lodu wodnego, powstające pod wielkim ciśnieniem. A wówczas nie byłoby miejsca na “ciekawą” chemię. Nie byłoby kominów hydrotermalnych, które wzbogaciłyby wodę o energię i związki chemiczne dające szanse na powstanie życia.

Wszechświat lubi zaskakiwać, a LHS 1140 b jest dość blisko, więc liczę na kolejne badania. Może E-ELT, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop będzie mógł dokonać bezpośredniej obserwacji, która powie czy w ogóle mamy tu zakleszczenie grawitacyjne, jaka jest temperatura na powierzchni tej egzoplanety i temu podobne. To z pewnością ciekawa egzoplaneta. Nie jest to jednak “druga Ziemia”. I szkoda, że niektórzy tak chętnie krzyczą “wilk”. Przez takie fejki, można przegapić prawdziwego “wilka”, czyli prawdziwą drugą Ziemię.

Jeśli chcecie się uodpornić na kiepskie newsy o egzoplanetach, to rzecz jasna polecam “Niebo pełne planet” - moją książkę poświęconą tej właśnie tematyce. Dostępna na papierze, jako ebook i audiobook.


Źródło: Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140 b with JWST/NIRISS
Moja książka: Niebo pełne planet

Czarna dziura o masie pośredniej

Znakomita większość czarnych dziur jakie udało się zaobserwować to, albo te supermasywne o masie rzędu setek tysięcy czy nawet miliardów słońc, albo te “zwyczajne” czyli takie o masie “zaledwie” od kilku, do kilkudziesięciu słońc.

Jak się okazuje odkrycie czarnych dziur o masie pośredniej jest trudne. Generuje to pytania, o to jak powstają te supermasywne. Czy proces łączenia się zwykłych kolapsarów jest tak szybki, że trudno je uchwycić w tym okresie i dlatego zaobserwowano tak wiele supermasywnych czarnych dziur?

Na ten moment istnieje spora garść kandydatów na IMBH (intermediate-mass black hole), ale żaden nie jest pewniakiem. 10 lipca tego roku opublikowano badanie, które według mediów przedstawia najmocniejszego do tej pory kandydata na czarną dziurę masy pośredniej. Przyjrzyjmy się mu, bo to ciekawe z co najmniej kilku powodów.

Po pierwsze autorzy nie mieli “swoich” danych, ale posłużyli się danymi z teleskopu Hubble’a zgromadzonymi na przestrzeni 20 lat. Co więcej były to obserwacje głównie na potrzeby kalibracji, a nie zbierania danych naukowych. Skupili się oni na ruchu gwiazd w gromadzie kulistej Omega Centauri. Zawiera ona około 10 milionów gwiazd związanych grawitacyjnie. Autorzy publikacji znaleźli wśród nich siedem, które znajdują się blisko centrum gromady, które poruszają się z bardzo dużą prędkością. Konkretnie to ich prędkość jest wystarczająca by uciec z tej gromady. Prawdopodobnym wyjaśnieniem tych pomiarów, czyli obecności tak szybkich gwiazd, tak blisko centrum gromady jest właśnie obecność czarnej dziury o masie ponad 8000 słońc.

I jest to kolejna rzecz, która mnie ujęła w tym badaniu. Bo jeśli uda się potwierdzić obecność tej czarnej dziury, to historia jej wykrycia będzie łudząco podobna do tego jak odkryto supermasywną czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej - czyli obserwując ruchy gwiazd na przestrzeni lat. Choć w tamtym wypadku dane były bardziej widowiskowe, bo jedna z gwiazd osiąga prędkość ponad 1% prędkości światła (!).

Być może podobnie jak ja zadaliście sobie pytanie - a może te gwiazdy tylko przelatują tamtędy i po prostu nie są grawitacyjnie przywiązane do tej gromady? Trochę jak Omuamua, która tylko odwiedziła nasz układ słoneczny. Autorzy zaadresowali to w swojej pracy - według nich to statystycznie prawie niemożliwe, by zaobserwować pięć takich gwiazd, tak blisko centrum gromady. Tym bardziej aż siedem.

Wszystko to brzmi całkiem przekonująco, szczególnie, że Omega Centauri to prawdopodobnie jądro mniejszej galaktyki, którą kiedyś pożarła Droga Mleczna. Wówczas obecność sporej czarnej dziury w centrum ma tym więcej sensu.

Mimo wszystko nic nie jest jeszcze pewne. Rok temu pojawiła się bardzo podobna publikacja dotycząca gromady M4, gdzie analiza ruchu gwiazd sugerowała centralną czarną dziurę o masie między 500 a 1100 słońc, choć nie wykluczała, że ten sam efekt mogłoby dać bliskie zgromadzenie zwykłych czarnych dziur i białych karłów.


Źródła:
Fast-moving stars around an intermediate-mass black hole in ω Centauri
An elusive dark central mass in the globular cluster M4