Pokazywanie postów oznaczonych etykietą planety. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą planety. Pokaż wszystkie posty

niedziela, 23 sierpnia 2026

LHS 1140b - atmosfera, ekosfera, typ ziemski

Planety czerwonych karłów są niezwykle ciekawe z wielu powodów. Pragmatyczny jest taki, że stosunkowo łatwo je wykryć. Są relatywnie duże w stosunku do tych niewielkich gwiazd. Czerwone karły są też mniej masywne więc planety wyraźniej oddziałują na nie grawitacyjnie, to też ułatwia wykrycie i oszacowanie ich masy. Czerwonych karłów jest też po prostu bardzo dużo. Stanowią około trzech czwartych gwiazd w Drodze Mlecznej. Zatem większość planet, które odkryjemy będzie krążyć właśnie wokół nich.

Dlatego środowisko astronomiczne szeroko dyskutuje jakie są szanse na to, by choćby niektóre z tych planet mogły mieć warunki sprzyjające życiu. Jest całkiem sporo argumentów przeciw. Czerwone karły są znacznie, znacznie chłodniejsze, więc by mieć szanse na warunki sprzyjające życiu jakie znamy, planety takie muszą krążyć bardzo takich gwiazd. Znacznie bliżej niż Merkury okrąża Słońce. To sprawia, że są obracają się synchronicznie (zawsze są zwrócone tą samą stroną do gwiazdy). Ogranicza to szanse na silne pole magnetyczne. To sprawi też, że klimat będzie działać zgoła inaczej.

Czerwone karły są mniejsze i chłodniejsze, ale słyną z rozbłysków słonecznych, które mogą skutecznie ogołocić pobliskie planety z atmosfery i wysterylizować powierzchnie. Szczególnie, jeśli planeta nie posiada pola magnetycznego. Dlatego w środowisku astronomicznym nie brakuje dyskusji o tym, czy w ogóle są szanse, by planety te, nawet jeśli mają odpowiednią masę i znajdują się w odległości od gwiazdy, która teoretycznie umożliwia istnienie ciekłej wody, mogły być kolebkami życia.

Przy naszej obecnej technologii samo wykrycie egzoplanet jest bardzo trudne. To, że znaleziono ich ponad sześć tysięcy to zasługa tego, że planet w kosmosie jest więcej niż ziaren piasku na plażach Ziemi (oraz oczywiście geniuszu inżynierów i astronomów, którzy wymyślili metody i stworzyli narzędzia do ich poszukiwania). Dlatego nie powinno nikogo dziwić, że badanie ich atmosfer jest tym trudniejsze. Ale i na tym polu mamy pewne sukcesy, szczególnie jeśli idzie o wielkie, gazowe olbrzymy.

Ale w przypadku planet typu ziemskiego póki co nie ma zbytnich sukcesów. A przynajmniej nie było. Wręcz przeciwnie. Szczegółowe obserwacje niesamowitego systemu TRAPPIST-1 na ten moment oferują zimny prysznic. Kolejne planety tego układu wydają się być pozbawione atmosfer. I tu na scenę wkracza LHS 1140b. To planeta, która krąży wokół swojego czerwonego karła dziesięć razy bliżej niż Ziemia względem Słońca. W przypadku gwiazdy LHS 1140 oznacza to, że jest w zewnętrznym obszarze ekosfery. Planeta ta jest o 70% większa, oraz pięciokrotnie masywniejsza od Ziemi i… ma atmosferę.

Po raz pierwszy odkryliśmy atmosferę na skalistej planecie w ekosferze. To przełom. Oczekiwany, dla wielu nie zaskakujący, ale wciąż przełom. Jak zwykle w przypadku przełomów w egzoplanetach - nie pakujcie jeszcze walizek. I nawet nie chodzi o niemal pięćdziesiąt lat świetlnych dystansu. Raczej chodzi o to, że póki co wiemy jedynie, że atmosfera LHS 1140b składa się z helu. Na ten moment badania nawet nie są w stanie określić jak gęsta jest ta atmosfera, ale przesłanki sugerują, że może być dość gęsta. Autor badania poproszony o spekulacje mówi, że można się tam spodziewać również tlenku i dwutlenku węgla, może związków siarki oraz wody. Na ten moment nie można tego jednak potwierdzić.

Dlaczego LHS 1140b ma atmosferę? Po pierwsze wygląda na to, że na przekór swoim odpowiednikom, ten czerwony karzeł jest wyjątkowo spokojny. A skoro o tym mowa, to wśród żółtych gwiazd Słońce też jest relatywnie spokojną gwiazdą. Po drugie, po prostu duża masa sprawia, że planeta może utrzymać hel przy powierzchni. Warto dodać, że wygląda na to, iż utraciła wodór, czyli jest nie dość masywna by utrzymać ten najlżejszy pierwiastek, ale wystarczająco by utrzymać ten drugi. A że wśród innych powszechnych pierwiastków jest węgiel i tlen, stąd podejrzenie, że planeta może mieć, między innymi, dużo wody.

Co jeszcze możemy powiedzieć o tej planecie? Skoro jest tam hel, to może to jest taki mały Uran albo Neptun? Nie. Raczej nie. Według Collina Cherubima, autora badania, nie ma zbytnio szans, żeby przy takiej masie i rozmiarze planeta mogła nie być skalista. Owszem, nie wykluczone, że jest to świat oceaniczny, ale i tak mówimy o skalnej sferze oblanej wodą. Wówczas i tak byłaby tam woda jest w kontakcie ze skałami, co może skutkować ciekawą chemią. Bogata w hel atmosfera to prawdopodobnie pozostałość tak zwanej pierwotnej atmosfery - gazów z pierwotnego obłoku, które “zasiedziały” się na planecie w czasie formacji układu. Modele mówią, że ta atmosfera często jest tracona i może zostać zastąpiona nową w wyniku uderzeń komet, czy aktywności geologicznej. Tu mimo pięciu miliardów lat hel się utrzymał.

Jeszcze jednym aspektem, który wspomina się w przypadku czerwonych karłów jest promieniowanie rentgenowskie, bardziej intensywne niż w przypadku Słońca. I tak LHS 1140b otrzymuje 3-8 krotnie więcej promieniowania tego typu niż Ziemia. Ale, jeśli wierzyć autorowi badania nie jest to coś przed czym nie ochroniłaby przyzwoita atmosfera. Wspominałem, że planeta jest w zewnętrznym regionie ekosfery. Jej temperatura równowagi (temperatura, gdyby w ogóle nie miała atmosfery) to −43°C. Dla Ziemi jest to −18°C. Gdyby atmosfera LHS 1140b była analogiczna do ziemskiej panowałoby tam chłodne −9°C. Dwukrotnie mocniejszy efekt cieplarniany ogrzałby ją do aż 23°C, (średnia temperatura Ziemi to 15°C). Nawiasem mówiąc chłodniejsza planeta lepiej utrzymuje atmosferę.

Mniejszy i lżejszy kompan, LHC 1140c orbituje 50x bliżej gwiazdy niż Ziemia nie ma śladów atmosfery. Możliwe, że większy glob jest bliżej granicznych parametrów. Tak czy inaczej nie ma już wątpliwości - skalne światy okrążające czerwone karły mogą mieć atmosfery. Trudno oczekiwać by już ten pierwszy był bliźniakiem Ziemi. Na takie przyjdzie jeszcze czas.


Źródło:
Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone


poniedziałek, 15 grudnia 2025

Węglowy szowinizm w praktyce – Bennu pełna składowych życia


Wyniki analiz próbek asteroidy Bennu, które sprowadziła sonda OSIRIS-REx są naprawdę fascynujące. Niedawno pojawiło się kilka publikacji kreślących fascynujący obraz młodego Układu Słonecznego. A że nie ma powodów by uznawać nasz układ za wyjątkowy, to rzutują one na cały kosmos. Chodzi oczywiście o warunki dla życia.

Wygląda na to, że asteroida zawiera bardzo dużo tak zwanego pre-solarnego pyłu. Widać też ślady przemian materiału, które musiały zachodzić w kontakcie z ciekłą wodą. Jednocześnie wymieszane jest to z materiałami, które raczej nie miały kontaktu z wodą. Wskazuje to na bardzo bogatą historię Bennu. Asteroida prawdopodobnie miała wiele przygód, kolizji, etapów gromadzenia materiału i tracenia go. Oczywiście wykryto wodę, węgiel, ale to tylko początek.

Odkryto też formaldehyd, aminokwasy (w naszych ciałach budują białka), fosforany, a także wszystkie pięć zasad azotowych nukleotydów budujących DNA i RNA. Oraz cukry, w tym ryboza. Tym samym mamy wszystkie części składowe RNA w próbce z pierwotnej asteroidy. Wykryte zostały również inne cukry w tym glukoza. I sole. Autorzy jednego z badań sądzą, że cukry mogły powstać w pierwotnej solance, w obecności formaldehydu. Niezależnie od tego jak powstały, to odkrycie pokazuje jeszcze dobitniej niż wcześniejsze, że w podstawowe składowe życia najpewniej były i są powszechne w kosmosie.

Większość tych składników znajdowano już wcześniej, często były to jednak meteoryty odkryte na Ziemi, więc można było zarzucać zanieczyszczenie próbek czy reakcje, które zaszły już po upadku na Ziemię, tu mamy pewność, że składowe RNA (który ocenia się jako prawdopodobny prekursor DNA i życia ogółem) krążą w kosmosie i trafiają na różne światy. Jeśli tylko znajdą podatny grunt, mogą prowadzić do powstania życia. Doskonale pasuje to do tego co obserwujemy na historycznej Ziemi. Gdy tylko planeta ostygła na tyle, by było to możliwe, pojawiło się życie.

Węglowy szowinizm górą. Wszechświat może tętnić życiem, opartym o węgiel i genetyczny alfabet, który znamy z Ziemi. Oczywiście potrzebne są odpowiednie egzoplanety, ale wiemy, że planet w kosmosie jest więcej niż ziaren piachu na wszystkich plażach naszego świata. Jeśli choć jedna na milion się nadaje, to w samej Drodze Mlecznej są ich tysiące… Oczywiście na drodze do złożonych form życia jest jeszcze wiele przeszkód, to to już inny temat.

Zanim przejdziemy do źródeł. Mamy dla Was fajną okazję egzoplanetarną - w tym tygodniu pakiety “Nieba pełnego planet” dostępne są w niższej wyprzedażowej cenie: Ideaman.tv/niebo-pelne-planet. Może wylądują pod czyjąś choinką. Istotną część książki poświęciłem temu jakie wyzwania leżą na drodze pomiędzy powstaniem życia a technologiczną cywilizacją.

Źródła:
Bio-essential sugars in samples from asteroid Bennu
Nitrogen- and oxygen-rich organic material indicative of polymerization in pre-aqueous cryochemistry on Bennu’s parent body
Abundant supernova dust and heterogeneous aqueous alteration revealed by stardust in two lithologies of asteroid Bennu
Prebiotic organic compounds in samples of asteroidBennu indicate heterogeneous aqueous alteration

I jeszcze YouTube:
Anton Petrov
John Michael Godier
Fraser Cain


niedziela, 7 grudnia 2025

Polowanie na egzoksiężyce

Istnienie egzoplanet wydawało się oczywiste. Mimo to, odkryciu pierwszych towarzyszyły ogromne emocje. Podobnie trudno sobie wyobrazić, że tylko planetom krążącym wokół Słońca towarzyszą księżyce. Dlatego nic dziwnego, że niejeden astronom marzy o tym, żeby być pierwszym, który odkryje egzoksiężyc.

Mimo to do tej pory nie mamy ani jednej, niepodważalnej detekcji księżyca poza Układem Słonecznym. Nic dziwnego - wykrycie egzoplanety to duża sztuczka, a co dopiero mówić o satelicie takiego globu. Są jednak trzy ciekawe przypadki, jeden o którym jest wręcz oburzająco mało szumu medialnego. Każdy wiąże się z inną metodą detekcji. Dlatego chcę je Wam pokrótce przedstawić.

Kandydat - Kepler-167e I

Ten jest chyba najgłośniejszy, bo za badaniem stoi Dave Kipping z popularnego kanału YT Cool Worlds. W 2016 roku odkrył on planetę Kepler-167e, gazowego olbrzyma, trochę mniejszego od Jowisza, krążącego wokół gwiazdy trochę mniejszej od Słońca. Po wielu staraniach, w 2024 udało mu się zdobyć solidny przedział czasu teleskopu Jamesa Webba, by dokonać obserwacji kolejnego tranzytu tej planety i sprawdzić, czy w krzywej jasności uda się doszukać dowodu na istnienie dużego księżyca lub księżyców.

Niestety uzyskane wyniki są niekonkluzywne. Owszem w danych jest coś co może być księżycem, ale nie da się wykluczyć, że to błąd danych lub inny czynnik jak choćby plama słoneczna. Co ciekawe, mówimy o metodzie tranzytowej. Instynktownie to, co przychodzi do głowy w takim przypadku to dodatkowe obniżenie pozornej jasności gwiazdy, kiedy oprócz planety, gwiazdę zasłania również księżyc. Tu natomiast prawdopodobnie zaobserwowano coś odwrotnego. Kepler-167e wraz ze swoim księżycem przysłaniały gwiazdę, następnie egzoksiężyc orbitując wokół planety ustawił się przed nią (lub za nią) więc obserwowana jasność gwiazdy na pewien czas zwiększyła się, zanim księżyc minął planetę i ponownie zabierał ułamek jej jasności.

Co dalej? Ciężko powiedzieć. Do kolejnego tranzytu dojdzie dopiero za trzy lata. Czy wówczas JWST wciąż będzie sprawny? Czy Kipping dostanie kolejną szansę? Może do tej pory pojawią się nowe narzędzia i metody? A może wcześniej odkryty zostanie inny egzoksiężyc, trudniej będzie pozyskać zasoby na badanie Keplera-167.

Kandydat - WASP-49 b I

To mój faworyt. Wokół planety WASP-49b zaobserwowano obłok sodu. Sama planeta jest gazowym olbrzymem, trochę większym, choć lżejszym niż Jowisz. Podobnie jak gwiazda, ta planeta składa się głównie z wodoru i helu. Astronomia nie zna mechanizmu, który mógłby prowadzić do wyrzucania w kosmos sodu z głębszych warstw planety.

Ale takie obłoki można obserwować w Układzie Słonecznym. Poddawany ciągłemu rozciąganiu i zgniataniu przez grawitację Jowisza, księżyc Io jest najbardziej wulkanicznie aktywnym obiektem w naszym systemie. Wyrzuca on lawę na setki, a gazy na tysiące kilometrów, tworząc chmury podobne do tego, co zaobserwowano w towarzystwie WASP-49b. Chmura dwukrotnie zwiększała swój rozmiar, co sugeruje, że jest czasami uzupełniana (np. przez hipotetyczne wulkany na hipotetycznym egzoksiężycu). Obłok poruszał się też szybciej niż planeta, co może być najsilniejszym dowodem na to, że towarzyszy on czemuś, co orbituje planetę a nie samej planecie.

Autorzy badania są bardzo ostrożni i powściągliwi. W całej publikacji nie używają terminu “księżyc”, wspominają jedynie o “zmiennym źródle sodu w systemie planetarnym” i uprzejmie informują jakie dalsze badania mogłyby określić jego orbitę i geometrię. Hipoteza egzoksiężyca dobrze wyjaśnia obserwacje (nie ma konkurencyjnej hipotezy), a jej główną słabością jest ograniczona ilość danych i obserwacji.

Kandydat - HD 206893 B I

Dla kontrastu, preprint publikacji, który ukazał się pod koniec zeszłego miesiąca ma dużo odważniejszy tytuł, “Exomoon search with VLTI/GRAVITY around the substellar companion HD 206893 B”. Tym razem mamy do czynienia z metodą astrometryczną. Oznacza to bardzo precyzyjne mierzenie pozycji i ruchu ciał niebieskich. A w przypadku HD 206893 B wykazało ono, że jego ruch wokół gwiazdy HD 206893 jest zaburzany w specyficzny sposób. Wygląda tak, jakby wokół tego obiektu, którego masę szacuje się na 23 mas Jowisza, krążył egzoksiężyc o masie 0,4 masy Jowisza.

Problemy? To może być systematyczny błąd. Detekcję trzeba będzie solidnie zweryfikować i potwierdzić. Mówimy tu o bardzo drobnej perturbacji. Co najzabawniejsze, jeśli detekcja się potwierdzi, to nie wykluczone, że głównym problemem będzie nazewnictwo. A to dlatego, że nie przypadkiem kompana gwiazdy oznaczono wielką literą B. Planety oznacza się małymi literami a gwiazdy wielkimi. Jeśli coś krąży wokół gwiazdy to jest to egzoplaneta, jak krąży wokół egzoplanety to egzoksiężyc. HD 206893 B to brązowy karzeł, obiekt sub-gwiazdowy, gwiazdopodobny. Jeśli HD 206893 B I istnieje i ma połowę masy Jowisza, to czy pojawią się głosy, że to nie egzoksiężyc, tylko mamy tu do czynienia z binarną planetą? Zobaczymy.


Jeśli interesuje Was temat egzoplanet, albo chcecie kogoś nim zainteresować, to przypominam, że dostępna jest moja książka “Niebo pełne planet”. Jest to kompletny wstęp do tematyki egzoplanet; jak ich szukamy, jak je badamy, jakie są perspektywy odkrycia pozaziemskiego życia. Książka to idealny prezent pod choinkę. Także poniżej znajdziecie nie tylko linki do źródeł, ale również strzałę do książki.


Zamów książkę: Niebo pełne planet

Źródełka:
Kipping o Keplerze
Exomoon search with VLTI/GRAVITY around the substellar companion HD 206893 B
Redshifted Sodium Transient near Exoplanet Transit
Possible Volcanic Moon Detected 635 Light-Years Away
W poszukiwaniu pierwszego egzoksiężyca
WASP-49b I - potencjalny egzoksiężyc


niedziela, 9 listopada 2025

"Odpadki" gwiezdnych żłobków



Planetary. Planety swobodne. Rogue planets. Długo domyślano się, że istnieją, potem zaczęliśmy je odkrywać, jeszcze zanim rozpruł się wór z egozplanetami pamiętam, że padały sugestie, że Uran i Neptun mogły w przeszłości mieć jeszcze jednego kolegę, który został wyrzucony z układu słonecznego. Z czasem pojawiły się oszacowana twierdzące, że na każdą egzoplanetę okrążającą inną gwiazdę może przypadać jeden planetar. Obecnie pojawiają się głosy, że może ich być znacznie więcej niż “klasycznych”, związanych z gwiazdami planet.

Jeśli tak jest, to nie mogą wszystkie być wyrzutkami z układów gwiezdnych. W zeszłym roku pisałem o hipotezie tłumaczącej jak mogły powstać JuMBO (Jupiter Mass Binary Objects). To grupy podwójnych planetarów, które wykryto w mgławicy Oriona w 2023. Teraz pojawiła się nowa ciekawa publikacja, która oferuje jeszcze ciekawszy mechanizm, który wyjaśnia tak liczną populację wędrujących planet.

Otóż Zhihao Fu, Hongping Deng, Douglas N. C. Lin i Lucio Mayer wykonali symulacje spotkań dysków protoplanetarnych. Może do nich dochodzić dość często w obłokach molekularnych, czasem nazywanych “gwiezdnymi żłobkami” (stellar nursery). Otóż, jak to pięknie pokazuje animacja, taka mijanka prowadzi do ciekawych smug gęściejszej materii w których mogą powstawać pojedyncze, podwójne a czasem nawet potrójne planety.

Oczywiście to “tylko” symulacja, ale bardzo wdzięcznie wyjaśnia to co obserwujemy. Co więcej, wynikałoby z tego, że przynajmniej część planetarów może być bardzo unikalnymi obiektami, ze względu na nietypowy proces powstawania. Jeśli powstają z skompresowanej materii z zewnętrznych części dysków protoplanetarnych, to mogą być zdecydowanie odmienne od wszystkiego co znamy do tej pory.

Publikacja:
Formation of free-floating planetary mass objects via circumstellar disk encounters

Zeszłoroczny tekst o JuMBO: JUMBO - zdmuchnięte gwiazdy?

Pamiętajcie, że możecie zakupić moją książkę o egzoplanetach: Niebo pełne planet

No i od jakiegoś czasu działa nasz Discord


niedziela, 8 czerwca 2025

Cios dla teorii Dziewiątej Planety

O Dziewiątej Planecie pisałem tu na blogu, średnio raz na cztery lata. W 2016, 2020 i 2024. Liczyłem, że następny większy tekst przypadnie gdzieś na 2026 rok, kiedy obserwatorium Very Rubin (planowany start działania w lipcu 2025), potwierdzi jej istnienie. Albo, gdy wykluczy jej istnienie (to byłoby troszkę trudniejsze). Tymczasem pojawił się powód, żeby już wcześniej wrócić do tematu.

Zacznijmy od kilku słów przypomnienia. W 2016 Mike Brown i Konstantin Batygin analizując rozkład orbit obiektów w pasie Kuipera stwierdzili, że ich tendencja do podobnej orientacji jest bardzo nieprawdopodobna. Konkretnie określili, że szanse by było to dziełem przypadku, wynoszą zaledwie 0,007%. Jednocześnie postawili hipotezę, że daleko poza Neptunem krąży masywna planeta, której grawitacja “wyrzeźbiła” taki właśnie charakterystyczny rozkład orbit obiektów krążących poza Neptunem.

Rozważono alternatywne scenariusze. Może układ słoneczny minęła inna gwiazda i to jej przejście “wyczyściło” obiekty po jednej stronie. Może Słońce uformowało się w gromadzie gwiazd i to pozostałe gwiezdne noworodki ukształtowały orbity najdalszych obiektów naszego układu. Jednak symulowane, wirtualne układy planetarne były najpodobniejsze, gdy sprawdzano scenariusz z Dziewiątą Planetą.

Model Browna i Batygina, przewidywał, że powinna istnieć też grupa obiektów, których elipsy nie będą po przeciwnej stronie, ale pod kątem 90° do Dziewiątej Planety i nachyleniu względem dysku Układu Słonecznego również pod kątem 90°. Początkowo próbowali oni wyrugować je ze swojego modelu, bo sądzili nie, że nie ma takich prostopadłych obiektów. Ale model był nieubłagany. Tymczasem okazało się, że nie trzeba nic modyfikować, bo wykryto pięć takich obiektów! To sprawiło, że hipoteza stała się bliższa teorii naukowej - zakładając istnienie wielkiej planety za Neptunem, przewidziano istnienie pewnej grupy obiektów, a następnie udało się je odkryć.

Mogłoby się wydawać, że w takim razie wykrycie Dziewiątej Planety to tylko kwestia czasu. I tu wkracza publikacja “Discovery of a dwarf planet candidate in an extremely wide orbit: 2017 OF201” (autorzy: Sihao Cheng, Jiaxuan Li, Eritas Yang). 2017 OF201, to prawdopodobnie nowa planeta karłowata. Jedno okrążenie Słońca zajmuje jej jakieś dwadzieścia pięć tysięcy lat, ma prawdopodobnie od 550 do 850 kilometrów średnicy i za nic ma trendy, które obserwowano do tej pory wśród obiektów transneptunowych.

Wpierw sądziłem, że to po prostu wyjątek od reguły. Ot, jeden obiekt, który się “uchował” w regionie, generalnie oczyszczonym przez hipotetyczną planetę. Jednakże autorzy publikacji o 2017 OF201 dokonali symulacji, według której, w obecności Dziewiątej Planety ich obiekt powinien zostać wyrzucony z naszego układu w ciągu zaledwie stu milionów lat.

Teorię można potwierdzić setką eksperymentów czy pomiarów, ale wystarczy jeden by ją obalić. Czy możemy zatem pochować nadzieje na odkrycie Dziewiątej Planety? Nie tak szybko. Po pierwsze, to tylko jedna publikacja i nawet sami autorzy nie twierdzą, że ich odkrycie definitywnie wyklucza możliwość istnienia planety proponowanej przez Browna i Batygina. Sam Batygin twierdzi, że 2017 OF201 jest pod wpływem grawitacji Neptuna, jest niestabilny i przez to nie ma wpływu na hipotezę Dziewiątej Planety.

Może 2017 OF201 to przechwycony obiekt? Szacuje się, że planetary - swobodne planety mogą nawet dorównywać liczebnością “zwykłym” planetom (zwykłym, w sensie takim, które krążą wokół jakichś gwiazd). Zatem na pewno zdarza się, że są przechwytywane (wówczas taki obiekt byłby szalenie ciekawy do badania, na równi z Omuamua). Orbita 2017 OF201 jest silnie eliptyczna co pasuje do scenariusza przechwycenia.

A jeśli obserwacje teleskopu Very Rubin nie odkryją domniemanej planety? Co wtedy? Raczej wykluczyłoby to jej obecność, nie odpowie jednak na pytania. Bo mimo wszystko, ten układ obiektów transneptunowych musi mieć jakieś wyjaśnienie, może jednak spotkanie z inną gwiazdą, może grawitacyjne siły pływowe pochodzące od samej Drogi Mlecznej? A może tajemnicza planeta istniała kiedyś, “ułożyła” tak orbity tych obiektów, ale na skutek interakcji z innym obiektem została wyrzucona z Układu Słonecznego? Tak czy inaczej będzie ciekawie.


Źródła:
Discovery of a dwarf planet candidate in an extremely wide orbit: 2017 OF201
Planeta X - komentarz Węglowego (2016)
Planeta X i drobne wątpliwości (2020)
Nowa publikacja o Planecie 9 (2024)
Zamów "Niebo pełne planet"


niedziela, 25 maja 2025

2M1510(AB)b - prostopadła planeta?


Kiedy byłem na urlopie "wykryto" bardzo interesującą planetę. Używam cudzysłowu, bo mówimy raczej o silnych dowodach na jej istnienie. Analiza ruchu dwóch z trzech brązowych karłów układu 2M1510 wykazała perturbacje karłów A i B, których nie można wyjaśnić obecnością trzeciego, znacznie bardziej oddalonego karła C. Zachowanie to jednak może wyjaśnić niewidoczna planeta, która okrąża układ AB, ale na orbicie prostopadłej do płaszczyzny orbit A i B.

Byłby to pierwszy taki przypadek. Jak mogłoby dojść do powstania 2M1510(AB)b? Jeśli jej orbita byłaby silnie eliptyczna, mogłoby to sugerować, że dwa brązowe karły przechwyciły błądzącą po kosmosie planetę. Jeśli powstała razem z nimi, to pewnie musiałby istnieć proces w wyniku którego, na przestrzeni lat orbita planety uległa tak ekstremalnemu nachyleniu. W obu przypadkach to bardzo ciekawy obiekt.


Linki:
Universe Today
Wikipedia
Niebo pełne planet

sobota, 10 maja 2025

W poszukiwaniu pierwszego egzoksiężyca

(Tekst pierwotnie pojawił się na profilu Facebookowym w listopadzie 2024)

David Kipping to astronom z dużym zacięciem popularyzatorskim. Od lat lat marzy mu się odkrycie księżyca poza Układem Słonecznym. Spełnienie tego marzenia jest dziś bliżej niż kiedykolwiek. Nie mówimy tu o WASP-49b I, potencjalnym egzoksiężycu, o którym pisałem parę tygodni temu. Kipping i jego zespół niedawno otrzymali aż 60 godzin czasu teleskopu Webba na obserwację gwiazdy Kepler-167. Liczą, że dane zebrane w tym czasie pozwolą na ogłoszenie odkrycia pierwszego egzoksiężyca metodą tranzytową.

W roku 2016 Kipping i jego zespół odkryli planetę podobną do Jowisza krążącą wokół tej gwiazdy. Jest ok 10% mniejsza od naszego olbrzyma, a gwiazda Kepler 167 ma 74% rozmiaru naszego Słońca. Oznacza to, że Kepler-167e ma około jednej ósmej rozmiaru swojej gwiazdy, czyli w czasie tranzytu przysłoni mniej więcej jedną sześćdziesiątą czwartą światła docierającego do teleskopu Jamesa Webba.

Okrążenie swojej gwiazdy zajmuje tej planecie niemal 3 lata, więc okazja do obserwacji i pomiarów nie trafia się często. Kipping sądzi, że poza potencjalnymi księżycami, powinni być też w stanie ocenić spłaszczenie planety i nachylenie jej osi. Z filmu nagranego przez Kippinga wynika, że czułość JWST powinna wystarczyć by wykryć księżyc wielkości Tytana (promień 2575 km). Twierdzi też, że w tych warunkach brak detekcji, będzie równie doniosłym wynikiem. A to dlatego, że zarówno Jowisz i Saturn posiadają księżyce tej wielkości, więc brak takowego w przypadku Keplera-167e miałby mocne implikacje dla naszych teorii o formacji układów planetarnych i księżyców. Nie wspomniał o tym, że największe księżyce Neptuna i Urana mają promienie wielkości 800 i 1300 km. Są jednakże planetami ponad dwukrotnie mniejszymi i znajdującymi się dalej od gwiazdy, ma to sporo sensu.

Faktem jest, że obecność dużych księżyców wokół gazowych gigantów wydaje się czymś oczywistym. Ekscytująca jest perspektywa, że wreszcie będzie można powiedzieć, “tak, oczywiście, że tam są”. Analiza danych z pewnością zajmie długie miesiące. Mam nadzieję, że będą konkluzywne.

Tyle “na gorąco” (choć słabo tu pasuje taki zwrot, bo do napisania tego tekstu przymierzałem się od 25 października). Dajcie znać czy chcielibyście, żebym rozpisał się bardziej o szansach / przeszkodach, które mogą czekać na zespół badaczy, czyli czułość pomiaru i zwykły niefart w postaci pechowego układu geometrycznego.


Więcej o egzoplanetach? W mojej książce:
ideaman.tv/niebo-pelne-planet

Źródełka:
It's happening!! Right now!
6491 - Revealing the Oblateness and Satellite System of an Extrasolar Jupiter Analog
Wikipedia - Kepler-167

piątek, 2 maja 2025

Znów o K2-18b


Już kilka razy od wydania “Nieba pełnego planet” otrzymałem pytanie, co chciałbym dopisać lub co zmieniło się od napisania książki. Mając świadomość, że to egzoplanety to relatywnie nowa działka wiedziałem, że odkryć będzie przybywać, dlatego chciałem dać czytelnikom podstawy, przedstawić aktualny stan badań i perspektywy. Dlatego nie spodziewam się, żebym chciał coś usunąć lub zmienić, prędzej coś dopisać. I z pewnością dziś rozdział “K2-18b - mokra egzoplaneta” byłby dłuższy. Ale nie tyle z powodu odkryć, co raczej dramy wokół rzekomych odkryć.

K2-18b to glob dwa i pół raza większy oraz osiem i pół raza cięższy od Ziemi. Zrobiło się o nim głośno w 2019, gdy w jego atmosferze wykryto parę wodną. Był to pierwszy przypadek planety nie będącej gazowym olbrzymem, na której stwierdzono istnienie wody. Jeśli pominąć cząsteczkowy wodór, to woda jest najpowszechniejszym związkiem chemicznym we wszechświecie. Znalezienie jej na egzoplanetach wydawało się raczej nieuniknione. Co więcej w tym przypadku nie było pewności, czy to super-Ziemia czy mini-Neptun. Dziś zdaje się przeważać opinia, że raczej to drugie.

Później, w 2023 wykryto jeszcze dwutlenek węgla oraz metan - znów nie powinno to szokować, oba związki mogą powstawać w procesach nie-biologicznych. Jednak parę tygodni temu pojawiła się publikacja twierdząca, że w atmosferze planety wykryto również DMS - siarczek dimetylu, a to już coś bo na Ziemi kojarzony jest z aktywnością biologiczną. Innymi słowy na K2-18b “zapachniało” życiem.

Jeszcze przed moim urlopem postanowiłem nie pisać o K2-18b, bo jak się okazało jeszcze w styczniu wyszła publikacja krytykująca wyniki dotyczące DMS, a precyzyjniej mówiąc “Kompleksowa reanaliza transmisyjnego spektrum K2-18b z JWST NIRISS+NIRSpec”. Autorzy artykułu potwierdzili obecność metanu (w dużych ilościach) i stwierdzili brak wyraźnych oznak dwutlenku węgla i DMS. A to nie jedyny krytyczny głos. Według Antona Petrova, tuż po publikacji artykułu “Carbon-bearing Molecules in a Possible Hycean Atmosphere” od którego zaczęła się cała heca, dość szybko pojawiły się głosy krytykujące analizę statystyczną, która umiejscawia DMs w atmosferze K2-18b. Jakby tego było mało, choć siarczek dimetylu na Ziemi produkowany jest przez życie, to odkryto go też na komecie 67P/Churyumov–Gerasimenko. Nie jest zatem dobrym wskaźnikiem życia. Może powstawać abiotycznie. Podobnie jak metan. Czy tlen.

Wydawałoby się zatem, że temat powinien szybko przycichnąć. Znów ktoś krzyknął “Wilk”, ale wiedzieliśmy, że trzeba być sceptycznym… a przynajmniej tak powinno być. Jednak nius złapał wiatr w żagle, dorobił się coraz odważniejszych nagłówków w coraz większych mediach i dlatego właśnie czytacie ten wpis.

Częściowo wynika to też z tego, że autorzy pierwotnego artykułu opublikowali nowy w którym twierdzą, że druga obserwacja K2-18b przez JWST daje pewność obecności DMS na poziomie 3-sigma. Oznacza to w teorii 99,7% na to, że wynik nie jest dziełem przypadku/błędu… ale w świecie nauki to dość skomplikowane i bardziej pożądany wynik, szczególnie przy ekstraordynaryjnych twierdzeniach, to 5-sigma, czyli 99,9999%. Wiarygodność publikacji podważa też przekonanie autorów, że DMS jest biosygnaturą. Jak już wiemy, związek ten może powstawać też bez udziału biologii, więc to źle świadczy o autorach. Podobnie twierdzą, że tylko kombinacja CO2 i DMS może wyjaśnić takie wyniki spektralnej analizy, choć wspomniane badanie z reanalizą wykazało coś zupełnie innego. Na koniec jeszcze jedna obserwacja Antona - wygląda na to, że autor kontrowersyjnych badań w swojej publikacji cytuje głównie swoje własne prace. To też duża czerwona flaga.

Podsumowując chciałbym powiedzieć dwie rzeczy. Pierwsza chyba jest bardzo jasna - argument, że znaleźliśmy życia, albo chociaż jego silne poszlaki jest bardzo przesadzony. Nie dość, że kwestionowane jest samo wykrycie DMS, to traktowanie go jako biosygnatury jest też naciągane. Druga jest taka, że jednocześnie nie można wykluczyć, że życie tam istnieje. Byłoby fantastycznie, gdyby udało się to potwierdzić. Nie dajcie się zwieść mojemu krytycznemu tonowi - gdybym miał zgadywać, wydaje mi się prawdopodobne, że we wszechświecie życie jest dość powszechne, choć sądzę, że najczęściej jest to życie bardzo proste a zatem trudne do wykrycia. Sądzę tak, biorąc pod uwagę jak wiele planet jest w kosmosie, jak szybko powstało na Ziemi, oraz jak długo trwało zanim stało się złożone.


Źródła i linki:
Carbon-bearing Molecules in a Possible Hycean Atmosphere - początek całej hecy (2023)
A Comprehensive Reanalysis of K2-18 b’s JWST NIRISS+NIRSpec Transmission Spectrum (styczeń 2025)
Evidence for Abiotic Dimethyl Sulfide in Cometary Matter (2024)
Major Updates About DMS Detection From Planet K2-18b, Life or What? - Anton pierwszy film
New Constraints on DMS and DMDS in the Atmosphere of K2-18 b from JWST MIRI - drugi artykuł tych samych autorów 3-sigma.
JWST observations of K2-18b can be explained by a gas-rich mini-Neptune with no habitable surface
Let's Talk About Recent Claims of Alien Life on Planet K2-18b - Anton drugi film
Niebo pełne planet - moja książka

poniedziałek, 4 listopada 2024

Parowy świat, czyli jak zostałem egzoplanetarnym snobem

To nie będzie wpis steampunkowy. To wpis o nowym typie egzoplanet. Brzmi jak powód do ekscytacji. Ale istnienie takich planet było przewidywane już wcześniej. Powiedziałbym wręcz, że to oczywiste, więc chyba zrobił się ze mnie egzoplanetarny snob. Istnieją światy lodowe, światy oceaniczne, więc logicznym jest, że są też i światy parowe. Jednak potwierdzenie istnienia takowego to już nie lada wyzwanie. Kto czytał “Niebo pełne planet” pewnie wie…

GJ 9827 d to planeta prawie dwa razy większa od Ziemi i ponad trzy raz cięższa. Odkryto ją w 2017 roku. Jako, że krąży bardzo blisko swojej gwiazdy (pełna orbita zajmuje jej zaledwie sześć dni), to była wdzięcznym obiektem do badania. W 2020 roku teleskop Kecka zbadał atmosferę planety i wykluczył w niej obecność wodoru i helu. A teraz, dzięki teleskopom Hubble i Webba potwierdzono, że atmosfera GJ 9827 d to głównie para wodna.

W 2011 wyodrębniono klasę planet zwaną światami hyceańskimi. “Hycean world” to połączenie “hydrogen” i “ocean”. Chodziło planety bogate w wodę z gęstą atmosferą wodoru, helu i pary wodnej. Pamiętajmy, że woda to najpowszechniejsza cząsteczka w kosmosie, jeśli pominąć czysty wodór H2. Jednocześnie wodór i hel są bardzo lekkie, więc chętnie uciekają z planet poniżej pewnej masy, odpowiednio blisko gwiazdy.

Wiecie… dziś łatwo mówić, że to oczywiste, że są planety poza Układem Słonecznym. Ale pierwsze wykrycie to było coś. Tu jest podobnie. Czapki z głów dla zespołu, ale nie powiem, żebym był szczególnie podekscytowany. Zbliżamy się też wielkimi krokami do odkrycia pierwszych księżyców poza układem słonecznym. To też wydaje się oczywiste, ale przyznam, że w tej kwestii czuję pewną ekscytację. Dlatego niedługo mam nadzieję przygotować dla Was kolejny post w tym temacie. Dwa tygodnie temu pisałem o WASP-49b I - potencjalnym egzoksiężycu. Teraz chcę powiedzieć o zbliżającym się badaniu Kepler-167e, planety podobnej do Jowisza, którą prawdopodobnie okrążają księżyce.


Źródła:
JWST/NIRISS Reveals the Water-rich “Steam World” Atmosphere of GJ 9827d
Study Confirms a New Type of Exoplanets: Water-Rich Steam Worlds!
Hyceańska heca - nowa klasa planet
WASP-49b I - potencjalny egzoksiężyc
Niebo pełne planet - no i moja książka


poniedziałek, 21 października 2024

WASP-49b I - potencjalny egzoksiężyc

Raczej nikt nie ma wątpliwości, że w kosmosie roi się od księżyców. Z pewnością, tak jak w Układzie Słonecznym, mają one najróżniejsze rozmiary, kształty i składy. Skalne, lodowe, wulkaniczne, pokryte pustyniami, siarki, pyłu, gejzerami, skorupami lodu, oceanami różnych cieczy… Ale póki co, żadnego oficjalnie nie odkryto. Troszkę jak z egzoplanetami kilka dekad temu. Niedługo może się to jednak zmienić.

Międzynarodowy zespół badaczy i badaczek przestudiował obłok sodu zaobserwowany w 2017 roku, w pobliżu egzoplanety WASP-49b. Planeta ta jest gazowym olbrzymem, trochę większym od Jowisza, choć ma “zaledwie” 40% jego masy. Gwiazda macierzysta natomiast jest łudząco podobna do Słońca. Oba te obiekty składają się głównie z wodoru i helu. Nie znamy mechanizmu, który mógłby prowadzić do wyrzucania sodu z głębszych warstw planety.

Coś podobnego obserwujemy w Układzie Słonecznym. Poddawany ciągłemu rozciąganiu i zgniataniu przez grawitację Jowisza, księżyc Io jest najbardziej wulkanicznie aktywnym obiektem w naszym systemie. Wyrzuca on lawę na setki, a gazy na tysiące kilometrów, tworząc chmury podobne do tego, co zaobserwowano w towarzystwie WASP-49b. Chmura dwukrotnie zwiększała swój rozmiar, co sugeruje, że jest uzupełniana (np. przez hipotetyczne wulkany na egzoksiężycu). Obłok poruszał się też szybciej niż planeta, co może być najsilniejszym dowodem na to, że towarzyszy on czemuś, co orbituje planetę a nie samej planecie.

Modele komputerowe sugerują, że potencjalny księżyc WASP-49 b okrąża ją co około osiem godzin (orbita planety to ponad 66 godzin). Co więcej - jeśli byłby to obiekt o rozmiarach podobnych do naszego Księżyca, to bardzo prawdopodobne, że jest on dość blisko punktu, w którym zostanie rozerwany przez interakcje grawitacyjne z gwiazdą i planetą. Stanie się wówczas pierścieniem wokół planety.

Na pewno zastanawiacie się jakie byłoby oznaczenie takiego egzoksiężyca. Śpieszę z pomocą. Otóż w przypadku księżyców sięga się po prostu po liczby rzymskie, numerując albo kolejno od planety macierzystej, albo zgodnie z kolejnością odkrywania. Podobnie jest z egzoplanetami, ale tam stosowane są małe litery alfabetu i “a” rezerwuje się dla gwiazdy, z reguły obiekt “b” jest najbliższy gwieździe, choć czasem późniejsze wykrycie dodatkowych planet potrafi troszkę namieszać. W tym wypadku zatem WASP-49b, czyli najbliższą (i jak na razie jedyną) planetę gwiazdy WASP-49, prawdopodobnie okrąża bardzo aktywny, sponiewierany przez siły pływowe księżyc “WASP-49 b I”.

Autorzy badania jednakże są bardzo ostrożni i powściągliwi, nie używają określenia “księżyc”, wspominają jedynie o potencjalnym “zmiennym źródle sodu w systemie planetarnym” i uprzejmie informują jakie dalsze badania mogłyby określić jego orbitę i geometrię. Hipoteza egzoksiężyca dobrze wyjaśnia obserwacje (nie ma innego wyjaśnienia), główną słabością jest ograniczona ilość danych i obserwacji.

Jeśli interesuje Was tematyka egzoplanet, albo już szukacie pomysłów na prezent, to przypominam, że dostępny jest dodruk “Nieba pełnego planet”. Moja książka stanowi kompletne i przystępne wprowadzenie w tematykę poszukiwania egzoplanet oraz życia w kosmosie. Adres do zakupu i linki do publikacji na temat domniemanego egzoksiężyca, oraz inne źródła znajdziecie poniżej.


Źródła:
Publikacja: Redshifted Sodium Transient near Exoplanet Transit
A Possible Exomoon Could be Volcanic, like Jupiter’s Moon Io
Does Distant Planet Host Volcanic Moon Like Jupiter’s Io?
YT NASA JPL: Possible Volcanic Moon Detected 635 Light-Years Away
YT AntonPetrov: https://www.youtube.com/watch?v=o5FC38OwryE
Wizualizacja (artystyczna): NASA/JPL-Caltech

Książka: ideaman.tv/niebo-pelne-planet


niedziela, 21 lipca 2024

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


sobota, 27 kwietnia 2024

Nowa publikacja o Planecie 9


Konstantin Batygin i Mike Brown znów przypominają o sobie oraz o potencjalnej Planecie 9. Ich najnowsza publikacja traktuje o obiektach transneptunowych o małej inklinacji. Uważają, że to statystycznie najsilniejszy argument za istnieniem dziewiątej planety do tej pory.

Przyjrzeli się obiektom o orbitach sięgających setek lub tysięcy AU w najdalszym punkcie, które jednocześnie zbliżają się poniżej orbity Neptuna (30 AU). Tym samym wystawione są na jego grawitacyjny wpływ. W związku z tym powinny być niestabilne i na długą metę powinny zostać wyrzucone poza układ słoneczny. Fakt, że w ogóle obserwujemy te obiekty mówi nam, że musi być jakiś grawitacyjny wpływ, który zapewnia obecność takich komet/asteroid. I tu właśnie do gry wchodzi Dziewiąta Planeta. Autorzy wykonali szereg symulacji, które pokazują, że to, co obserwujemy pokrywa się z modelem, gdzie w układzie słonecznym, na orbicie ok. 500 AU znajduje się jeszcze jedna duża planeta. Natomiast model bez takiej planety można odrzucić z pewnością sięgającą 5-sigma.

Warto podkreślić, że jest to pewien trik. Nie mówimy o 5-sigma pewności, że Planeta 9 istnieje. Publikacja twierdzi, że szansa na to, że obserwowany rozkładu obiektów transneptunowych jest przypadkowy jest niemal zerowa (mniej więcej jeden na trzy miliony). Czy zatem są inne wyjaśnienia niż Dziewiąta Planeta? Tak, ale nie działają równie dobrze. Jedna z opcji to galaktyczne siły pływowe, ale jak twierdzi Batygin rozkład ciał byłby wtedy inny. Podobnie z wpływem spotkania Słońca z inną gwiazdą czy pozostałościami po formacji Słońca w gromadzie gwiazd - żadna z tych alternatyw nie działa tak dobrze jak Planeta 9.

Zatem bardzo prawdopodobne wydaje się, że szesnaście razy dalej niż Neptun, 75 miliardów kilometrów od Słońca, krąży planeta, o masie pięciokrotnie większej od Ziemi (kilka lat temu skłaniali się do dziesięciokrotnej), na orbicie o ekscentryczności 0.25 (mocno kołowa, trochę rozciągnięta, trochę jak Merkury) i inklinacji 20 stopni.

Co poza tym? Natura badań jest taka, że o ile pozwala przybliżyć orbitę planety, to nie jest w stanie pokazać nam wprost gdzie się znajduje na tej orbicie w tym momencie. No i na koniec, to co istotne - czekamy na przełom tego i przyszłego roku, kiedy zacznie działać Vera Rubin Observatory, czyli wielki teleskop, który co cztery noce będzie skanować calusieńkie niebo południowe. Najprawdopodobniej to właśnie to urządzenie pozwoli wreszcie odkryć hipotetyczną planetę.

Jeśli interesuje Was ta tematyka, to przypominam, że dostępna jest moja książka, "Niebo pełne planet". Koncentruję się w niej na poszukiwaniach i badaniach egzoplanet, ale znalazło się w niej również miejsce dla nieodkrytej jeszcze planety w Układzie Słonecznym.


Źródło:
Generation of Low-Inclination, Neptune-Crossing TNOs by Planet Nine
I wywiad na Event Horizon

czwartek, 4 stycznia 2024

Co odkryto na K2-18b?

Bałem się trochę nagłówków na temat K2-18b, ale wygląda na to, że foliarze zajęli się mumiami kosmitów w Meksyku, a mainstreamowa prasa zachowała się zdumiewająco dobrze. Nie zignorowali newsa i pisali o “odkryciu substancji, którą na Ziemi wytwarza tylko życie”. Prawda i to bez nadmiernej sensacji? Wielkie brawa! Ale po kolei…

K2-18b to planeta krążąca w ekosferze czerwonego karła odległego o 124 lata świetlne od Ziemi. Nazwa mówi nam, że planetę odkrył teleskop Keplera w trakcie swojego “drugiego życia”. Po uszkodzeniu dwóch kół zamachowych, geniusze z NASA zastosowali pomysłowe wykorzystanie ciśnienia wiatru słonecznego do stabilizacji teleskopu. Dzięki temu mógł on wciąż działać, obserwując nowe regiony nieba. Osiemnastą gwiazdę w jego katalogu okrąża co najmniej jedna planeta, której istnienie zostało później potwierdzone obserwacjami teleskopu Spitzera.

Gwiazda K2 jest o połowę mniejsza i lżejsza od Słońca, co czyni ją dość przeciętną. Szacuje się, że aż 80% takich gwiazd ma planety w ekosferze. Niemniej jednak trwa dyskusja nad tym, czy planety te mogą utrzymać swoje atmosfery. Cóż… K2-18b na pewno utrzymała swoją i to jej badanie rozpaliło naszą wyobraźnię. W 2019 roku odkryto wodę w jej atmosferze. Wiadomo więc, że wokół czerwonych karłów istnieją mokre planety.

Jest jednak pewien haczyk. K2-18b jest osiem razy cięższa od Ziemi, co sprawia, że nie wiadomo czy to bardziej super-Ziemia czy mini-Neptun. Niektórzy proponują kategorię "planet hyceanicznych" (hycean - od hydrogen i ocean), co oznacza oceaniczne planety pokryte gęstą atmosferą wodoru.

Z jednej strony, wysokie ciśnienie i temperatura na takiej planecie mogą sprawić, że warunki życia byłyby niemożliwe, ale z drugiej strony niektórzy naukowcy sugerują, że takie planety mogą stworzyć środowisko podobne do kominów hydrotermalnych na dnie oceanów Ziemi, gdzie, jak sądzimy, narodziło się życie. To prowadzi nas do wyników najnowszych badań, które właśnie zostały opublikowane...

Naukowcy twierdzą że wykryli metan, który jest nieodłączną częścią życia na Ziemi, ale dobrze wiemy, że może powstawać abiologicznie. To niczego nie przesądza Wyryli też dwutlenek węgla - to pierwszy taki przypadek w przypadku egzoplanet w ekosferze, ale nie ukrywajmy - to również bardzo powszechny związek i absolutnie nie potrzebuje życia do powstania.

Najciekawsze jednak jest to, że naukowcy odkryli ślady siarczku dimetylu. Na Ziemi jedynym naturalnym źródłem tego związku są morskie mikroby. Życie. Dlatego ten news obiegł już świat. Teraz czeka nas proces weryfikacji odkrycia. Czy detekcja nie jest wynikiem błędu? Czy dane były odpowiednio dobrej jakości? Najbliższe miesiące powinny dać odpowiedź.

Jeśli detekcja zostanie potwierdzona, czy wówczas ogłosimy istnienie życia? Raczej nie. Warunki na K2-18b są tak odmienne, tak ekstremalne, że może zachodzić tam naturalny, abiologiczny proces wytwarzający ten związek chemiczny. Tylko dlatego, że na razie nie możemy go sobie wyobrazić, nie znaczy, że takiego nie ma. Na ten moment jednak nie można zabronić nikomu pewnej dozy ekscytacji, że być może w 2023 roku odkryliśmy pozaziemskie życie. Pozaziemskie mikroby w innym układzie planetarnym.
K2-18b jest jedną z planet, której poświęciłem mały podrozdział w “Niebie pełnym planet”, ponieważ już wtedy była interesującym miejscem. Żyjemy w ciekawych czasach, jeśli chcecie być lepiej przygotowani na takie newsy, dokładniej rozumieć relacjonowane odkrycia dziś i w przyszłości, sięgnijcie po moją książkę. Ja tymczasem zbieram się na toruński Copernicon, gdzie będę mówić między innymi o egzoplanetach właśnie.

[Tekst pierwotnie pojawił się na moim profilu na FB z 14 września 2023]


Źródła:
Carbon-bearing Molecules in a Possible Hycean Atmosphere
Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b
Webb discovers methane and carbon dioxide in atmosphere of K2-18 b

Książka:
https://ideaman.tv/niebo-pelne-planet/



niedziela, 30 lipca 2023

Potencjalna planeta "trojańska"


Układ PDS 70 (V1032 Centauri) był interesujący już od dawna. W 1992 podejrzewano tam obecność dysku protoplanetarnego. Jego istnienie potwierdzono w 2006. Potem wykryto też dwie protoplanety, czyli planety w czasie formacji. Kolejnym odkryciem był dysk pyłowy wokół dalszej planety, PDS 70 c. Planeta c orbituje w odległości 30 jednostek astronomicznych od swojej młodej gwiazdy. To odpowiednik orbity Neptuna. W 2019 roku zarejestrowano dysk o promieniu odpowiadającym orbicie Ziemi (jedna jednostka astronomiczna) wokół planety, gdzie najprawdopodobniej właśnie rodzą się księżyce.

To jednak nie wszystko, bo w tym miesiącu kolejne obserwacje wskazały na coś niezwykłego. Na orbicie PDS 70 b, w punkcie Lagrange'a L5, znajduje się obłok pyłu, który może być drugą planetą na tej samej orbicie. Punkty Lagrange’a to charakterystyczne miejsca, gdzie siły grawitacyjne dwóch ciał (na przykład planety i jej gwiazdy) są we względnej równowadze, dzięki czemu mogą się tam utrzymać inne, mniejsze obiekty. W punktach Lagrange układu Jowisz-Słońce znajduje się kilkanaście tysięcy asteroid. Niewykluczone, że w przypadku układu PDS, lub innych, w takich miejscach mogą powstawać niewielkie planety.

W tym wypadku masę obłoku lub protoplanety szacuje się na od 0,03- do 2-krotnej masy naszego Księżyca. Planeta b jest znacznie cięższa od Jowisza, najprawdopodobniej trzykrotnie, co czyniłoby ją 77 tysiecy razy masywniejszą od naszego satelity. Szacuje się, że wystarczy by mniejsze ciało było 25 razy lżejsze od planety, by taki układ pozostał stabilny, więc jeśli w zaobserwowanym obłoku jest lub powstanie glob, może on współdzielić orbitę z gazowym olbrzymem jeszcze przez miliardy lat.

Byłby to pierwszy przypadek ko-orbitalnych planet jaki znamy. Oznaczałby też oczywiście, że we wszechświecie jest wiele takich układów. Kto wie, może są i takie przypadki, gdzie jowiszowej planecie towarzyszą dwa duże obiekty - jeden w punkcie L4 jeden w L5. Dla mnie to dodatkowo sygnał przemawiający za pewną hipotezą. Mianowicie, że takie obiekty często powstają w punktach L4 i L5 ale, gdy zgromadzą dość masy, wypadają ze stabilnego miejsca, uderzają w główną planetę, co może prowadzić powstania dużych księżyców. A te mogą (choć nie muszą, o czym pisałem w swojej książce) być kluczowe by stworzyć dobre warunki dla stabilnego klimatu i bogatej biosfery. Zachęcam Was do lektury mojego tekstu na ten temat sprzed 10 lat: “Czy Ziemia była skazana na Księżyc”.

A jeśli interesuje Was temat egzoplanet, to przypominam, że niedawno zrobiliśmy dodruk “Nieba pełnego planet”, czyli mojej książki wprowadzającej w tematykę poszukiwania planet poza układem słonecznym i szans na odkrycie życia pozaziemskiego.


1st evidence found for 'Trojan planet' worlds occupying same orbit
Does this exoplanet have a sibling sharing the same orbit?
Czy Ziemia była skazana na Księżyc?
Tu możesz kupić "Niebo pełne planet"


poniedziałek, 26 czerwca 2023

JWST bada drugą planetę układu TRAPPIST-1


Układowi TRAPPIST-1 poświęciłem kilkanaście stron swojej książki. Domyślacie się zatem jak bardzo ekscytują mnie wszelkie doniesienia czy publikacje dotyczące tych planet. Niestety mam też pełną świadomość, że dopóki nie pojawią się teleskopy lub inne instrumenty nowej generacji, nasze możliwości obserwacji i badań są mocno ograniczone. Co nie znaczy, że nie próbujemy.

Tego małego, czerwonego karła okrąża aż siedem planet typu Ziemskiego (skalne, o podobnych rozmiarach). Grawitacja na ich powierzchni waha się od połowy Ziemskiej do 10% większej. Zależnie od tego, jak liberalnie potraktujemy zasięg ekosfery, nawet trzy z nich mogą posiadać na powierzchni wodę w stanie ciekłym. Ten układ, gdyby został przebadany, mógłby odpowiedzieć na ogromną liczbę pytań, jakie stawiają sobie naukowcy w kwestii planet czerwonych karłów i szans na życie w kosmosie.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, wprowadził zupełnie nową jakość w zakresie obserwacji kosmosu w podczerwieni. Niestety, nawet on nie jest wystarczająco potężnym narzędziem by badać małe odległe egzoplanety. Można powiedzieć, że nadaje się do badania wielkich gazowych olbrzymów, a badanie za jego pomocą małych, skalistych planet jest bardzo, bardzo ograniczone. Mimo to nie uważam, że czas poświęcony na obserwacje układu TRAPPIST-1 był zmarnowany. Chcę tylko żebyście mieli świadomość jego ograniczeń i wiedzieli, że naukowcy poruszają się na absolutnej granicy jego możliwości.

Co zatem wiemy o TRAPPIST-1c? Podobnie jak w przypadku pierwszej i najbardziej masywnej planety układu, czyli TRAPPIST-1b, wykluczono obecność gęstej atmosfery składającej się z dwutlenku węgla lub wodoru. Oznacza to, że może mieć cienką atmosferę składającą się z dwutlenku węgla. Lub innych gazów. Albo żadną. Choć te pierwsze opcje są mało prawdopodobne, bo inne atmosfery zgodne z wynikami obserwacji JWST byłyby nietrwałe, więc musiałyby istnieć, często złożone, procesy które je uzupełniają.

Dwie planety z głowy, czas na kolejne. Planety d, e, f, oraz według niektórych również planeta g są światami “rokującymi” to znaczy takimi, które otrzymują odpowiednią ilość energii od gwiazdy, by przy sprzyjających okolicznościach były tam warunki sprzyjające życiu. Pierwsze dwie planety, b oraz c, od początku były kandydatami na coś przypominającego Merkurego i/lub Wenus. Co pocieszające - wyniki dotyczące kolejnych planet możemy otrzymać nawet jeszcze w 2023 roku. Dzięki temu wpisowi, wiecie jednak, że nie będą to bardzo szczegółowe czy konkretne rezultaty, ale mogą coś wykluczyć lub na coś wskazywać.

Przy okazji przypominam, że dostępny jest już dodruk książki “Niebo pełne planet”. Pamiętajcie też, że z premedytacją literaturę uzupełniającą umieściłem poza książką, by móc ją aktualizować. I dziś dokonałem takiej aktualizacji, dodając odnośnik do publikacji “No thick carbon dioxide atmosphere on the rocky exoplanet TRAPPIST-1 c” do listy.


Książkę zamówisz tutaj
Literatura uzupełniająca


poniedziałek, 12 czerwca 2023

Miranda mogła przechwycić pierścienie Urana

Miranda, piąty co do wielkości księżyc Urana, jest mocnym kandydatem na najdziwniejszego satelitę w Układzie Słonecznym, zwłaszcza od czasu, gdy Voyager 2 przesłał jego zdjęcia w 1986 roku. Kiedy świat po raz pierwszy ujrzał te obrazy, przypominające źle poskładane puzzle, szybko pojawiła się teoria, że Miranda mogła zostać roztrzaskana w wyniku wielkiej kolizji, a następnie jej fragmenty ponownie się połączyły. Jednakże, wydaje się, że niewielu tak naprawdę wierzyło w tę teorię. Zagadka jednak pozostała.

Funkcjonują trzy hipotezy wyjaśniające te dziwne cechy Mirandy, takie jak wyżłobienia, ogromne kaniony i niezwykle duże nagromadzenia regolitu. Jedną z nich istotnie jest wielka kolizja (choć nie taka która sprawia, że księżyc się rozsypuje). Drugą jest aktywność wulkanów, kriowulkanów lub innego typu gejzerów. Trzecią jest akumulacja materiału z pierścieni pyłowych/lodowych Urana.

Nowe badanie, którego wyniki opublikowano w artykule "Mirandaʼs Thick Regolith Indicates a Major Mantling Event from an Unknown Source" sugerują, że to właśnie trzecie wyjaśnienie jest najbardziej prawdopodobne. Zespół doktor Chloe Beddingfield wskazuje, że:
- Brak śladów wielkiej kolizji. Nie ma widocznej krawędzi krateru, środkowego wybrzuszenia ani koncentrycznych pierścieni.
- Gejzery czy wulkany nie mogłyby odpowiadać za tak gęste warstwy regolitu.
- Rozkład regolitu na badanych obszarach pasuje do tego czego można by się spodziewać po akumulacji materiału z pierścieni.
- Pierścienie mogą odpowiadać za tak grubą warstwę regolitu.
- Spektralny błękit regolitu na Mirandzie jest podobny do pierścienia μ - najbardziej zewnętrznego i najbliższego do omawianego księżyca.

Czy zatem Uran swojego czasu mógł mierzyć się z Saturnem ale został okradziony z uroku przez ten mały, dziwny księżyc? Jedno badanie nie rozstrzyga tego pytania, ale z pewnością stanowi mocny argument w tej kwestii.

Przypominam, że "Niebo pełne planet" znów jest dostępne w wersji papierowej. Jeśli chcecie sięgnąć po swoje egzemplarze to zapraszam tutaj: ideaman.tv/niebo-pelne-planet

Źródło:
Mirandaʼs Thick Regolith Indicates a Major Mantling Event from an Unknown Source


wtorek, 25 kwietnia 2023

Planety oczy, planetarne wahadła


Zgodnie z obietnicą, przedstawiam Wam trochę wniosków i impresji z publikacji “Day ‘N’ Nite: Habitability of Tidally Locked Planets with Sporadic Rotation“. Dla niecierpliwych - jest to swego rodzaju rewolucja w myśleniu o niewielkich planetach w układach czerwonych karłów. Do tej pory dominowało myślenie o nich jako o dokonujących obrotu synchronicznego, co w swojej książce określam mianem “zakleszczenia grawitacyjnego”. Oznacza to, że tak jak Księżyc zawsze jest zwrócony do Ziemi tą samą stroną, tak planety krążące blisko mniejszych i chłodniejszych gwiazd będą zawsze kierować jedną stronę w kierunku gwiazdy. Oznaczałoby to, że jedna strona byłaby “nocną” a druga “dzienną”. Badanie wykazuje, że wielu przypadkach sprawa nie będzie tak prosta. Jednocześnie przemilczano sporo czynników, więc myślę, że to dopiero otwarcie nowego rozdziału w dyskusji na temat jednych z najciekawszych egzoplanet jakie przyjdzie nam badać w kolejnych latach.


][ Niedoskonałości i chaos ][

Dlaczego do tej pory dominowało przekonanie, że planety blisko gwiazd będą zakleszczone? Najprostsza odpowiedź jest taka, że obserwujemy podobny mechanizm w przypadku księżyców w układzie słonecznym. Jeśli działo niebieskie jest odpowiednio blisko swojego “primary” (większego ciała, które okrąża) to różnica grawitacji między stroną “bliższą” i “dalszą” jest na tyle istotna, że większe ciało będzie spowalniać obrót mniejszego. Obliczenia wskazują, że w przypadku wielu egzoplanet, które krążą blisko wokół czerwonych karłów (a tam jest dość ciepło by istniała woda w stanie ciekłym i działy się ciekawe dla nas rzeczy), powinno występować to zjawisko. To natomiast wywoływało wielkie dyskusje na temat tego, czy taka zakleszczona planeta może być dobrym miejscem dla życia.

Skoro tak, co się teraz zmienia? Autorzy badania wzięli pod uwagę serię innych czynników, które bardzo komplikują prosty model dużego i małego ciała. Nawet w przypadku naszego Księżyca sytuacja nie jest tak prosta - wykonuje on ruchy libracyjne, które w uproszczeniu można nazwać “chwianiem się” na swojej orbicie. Wynika to z tego, że orbity nie są idealnymi okręgami tylko elipsami oraz z reguły są choć trochę nachylone w stosunku do orbity głównego ciała. Dzięki temu na przykład z powierzchni Ziemi można zaobserwować w sumie niemal 60% powierzchni Księżyca (zerknijcie na Wikipedię, na hasło “Libracja” i zobaczcie animację naszego satelity). Już samo to wystarcza by stwierdzić, że nawet zakleszczonych planetach prawdopodobnie zawsze gwiazda na niebie będzie wykonywać pozornie mniejszy lub większy ruch okrężny. Do tego jednak dochodzą interakcje z innymi planetami w układach...

Wiemy, że egzoplanet jest dużo a układy planetarne często są liczne. Co więcej w przypadku czerwonych karłów często bywają to ciasno upakowane układy, czego idealnym przykładem jest bardzo sławny układ TRAPPIST-1. W układach takich istnieje tendencja do powstawania rezonansów orbitalnych - to znaczy, że na jakąś liczbę okrążeń jednej planety przypada jakaś wielokrotność okrążeń drugiej. Czasem to proste - w czasie, gdy Europa okrąża Jowisza raz, bliższy gazowemu olbrzymowi Io wykonuje aż dwa okrążenia. Kiedy indziej jest to bardziej złożone i w układzie TRAPPIST-1 kolejne planety łączą takie rezonanse jak osiem do pięciu czy cztery do trzech. To sprawia, że planety dają sobie regularnie grawitacyjnego “prztyczka”, który jak wynika z nowego badania może sporo namieszać.


][ Symulacje i więcej chaosu ][

Autorzy badania zajęli się symulowaniem relacji w komputerowej wersji układu TRAPPIST-1. Jak się okazało ta planetarna karuzela może zachowywać się bardzo, ale to bardzo chaotycznie. Autorzy wyróżniają cztery stany w jakich znajdować być planeta - obrotowy (dobrze znany nam, Ziemianom), zakleszczony (dwa typy) oraz chaotyczny. Stan chaotyczny to taki, gdy na przestrzeni miesięcy planeta oscyluje między dwoma stanami, czyli czasem się obraca a czasem jest zwrócona jedną stroną w kierunku gwiazdy. Wyróżnili też cztery okresy w jakich mogą występować te stany - krótki (poniżej 100 lat), średni (100-500 lat), długi (500-900 lat) oraz quasi-stabilny (od 900 do milionów lat).

Co to oznacza? Że na przykład w jednej z symulacji planeta TRAPPIST-1d po setkach tysięcy lat niezmiennej orientacji względem czerwonego karła (jeśli pominąć librację) nagle zaczyna powolny ruch obrotowy (bardzo wolny, np raz na kilka ziemskich lat). Stan ten trwa przez kilkaset lat, po czym rotacja znów zaprzestaje.

Z grubsza rzecz ujmując wygląda na to, że wszystko jest możliwe. Autorzy skupiają się szczególnie na kilku z kilkuset symulacji, co mnie nie zachwyciło. W pracy dostępny jest histogram dla wszystkich symulacji, gdzie wygląda na to, że chaos z czasem ustępuje różnym rozkładom zakleszczenia i ruchów obrotowych ale widać tam też podejrzane piki. Symulacje, którym poświęcili więcej uwagi, pokazują bardzo różne możliwości - zarówno przypadek gdzie w zasadzie co sto lat lub częściej planeta zmienia swój stan i czasem jest on chaotyczny, czasem obrotowy, czasem zakleszczony. Inna symulacja pokazała planetę, która 75% czasu spędza długich okresach gdzie trwa jeden stan, w 82% przypadków będący zakleszczeniem.


][ Wnioski i ograniczenia badania ][

Co to wszystko oznacza? Ciężko powiedzieć coś więcej poza tym, że egzoplanety wokół małych, długowiecznych gwiazd prawdopodobnie nie cieszą się tak stabilnymi warunkami (złymi lub dobrymi) jak mogło się wydawać. Więc dywagacje na temat życia na nich stały się jeszcze bardziej skomplikowane.

Z pewnością wydaje się, że kilkuletni cykl dnia i nocy wydaje się koszmarem dla biosfery opartej o fotosyntezę. Choć bieguny takich planet mogą odczuć te problemy w mniejszym stopniu. Autorzy jednak sami kapitulują, twierdząc, że dynamiczne zmiany klimatu w czasie zmian między stanami byłyby trudne do symulowania. Zakładają też, że nawet jeśli na nocnej stronie był lód i zostaje ona skierowana do słońca, nie dochodzi do zmian w czapach lodowych…

… Co mocno mnie zszokowało, bo pisząc tekst “Kataklizm jakiego Ziemia nie widziała” skupiłem się przede wszystkim na potencjalnym wpływie zmiany rozkładu masy na takiej planecie. Atmosfera i masy wody mogą mieć ogromny wpływ na zachowanie tych planet i zaniedbanie tego przez autorów jest tyleż uzasadnione co kluczowe. Czy wiecie, że na szczycie wysokiej na 300 metrów Sydney Tower znajduje się zbiornik z 150 tonami wody, która zmniejsza oscylacje wieży?

Jak to zwykle bywa - czekamy na kolejne badania, a najlepiej na obserwacje realnych egzoplanet, które mogą powiedzieć więcej o tym jak jest naprawdę. Tymczasem bardzo bym chciał, żeby ktoś teraz przyjrzał się Io, Europie i Ganimedesowi aby stwierdzić, czy widać ślady, że i one kiedyś przechodziły okresy chaosu czy obrotów. Wymieniliśmy maile z Jasonem Steffenem, jednym z autorów badania, który potwierdził, że to ciekawy kierunek, ale są małe szanse by w układzie Jowisza znaleźć ślady okresów rotacji księżyców. Więcej nadziei pokłada w symulacjach uwzględniających masy atmosfer i oceanów egzoplanet.


Źródła:
Day ‘N’ Nite: Habitability of Tidally Locked Planets with Sporadic Rotation
Kataklizm jakiego Ziemia nie widziała
Moja książka - Niebo pełne planet (dodruk papierowej wersji już niedługo)


niedziela, 9 kwietnia 2023

TOLIMAN poszuka planet w układzie Alfa Centauri


Możecie uznać mnie za dziwaka, ale ogłoszenie pierwszej załogowej misji Artemis nie porwało mnie aż tak, jak informacja o niewielkim satelicie, który powinien trafić na orbitę przed końcem 2024 roku. Po pierwsze, średnio mnie interesuje kto konkretnie poleci na Księżyc, bardziej czekam na to żeby rzeczywiście tam polecieli. Po drugie, pierwszy załogowy lot Artemis niestety “tylko” okrąży Księżyc. Żeby nie było - to i tak będzie najdalsza wycieczka ludzi od pięćdziesięciu lat. Ponadto, jeśli się powiedzie, potwierdzi gotowość znacznej części technologii potrzebnych do kolejnej misji, tej w której ludzie rzeczywiście postawią nogi na Srebrnym Globie. Kręci mi się w głowie na myśl o przepaści między obrazem i ogólną jakością relacji w mediach w porównaniu do czasów Apollo.

No ale na to jeszcze poczekamy. Tymczasem chcę Wam powiedzieć o teleskopie TOLIMAN. Ten malutki satelita jest pierwszą w historii misją, której celem będzie poszukiwanie egzoplanet krążących w ekosferze w jednym konkretnym układzie*. Mowa tu o Alfa Centauri, naszym najbliższym sąsiedztwie. O ile w przypadku Proximy, najbliższej z trzech gwiazd składających się na ten układ udało się odnaleźć planety metodą dopplerowską, to dwie podobne do Słońca gwiazdy α Cen A (znana też jako Rigil Centaurus) oraz α Cen B (znana też jako Toliman) wymykają się dotychczas naszym badaniom.

Ich oś obrotu sprawia, że planety nie dokonują tranzytów - nie przechodzą przez tarczę gwiazd. Można by powiedzieć, że to pechowa orientacja, ale prawdę powiedziawszy, zakładając losową orientację układów planetarnych, szanse na uchwycenie tranzytu bliźniaczki Ziemi (to znaczy planety krążącej w podobnej odległości od podobnej gwiazdy) wynoszą raptem około 0,29%. Metoda dopplerowska też się tu nie nadaje. Istnieje inna metoda, która może pozwolić odkryć lub wykluczyć istnienie planet. Mowa o astrometrii.

Stwierdzenie, że planety krążą wokół gwiazd jest bardzo sensownym skrótem myślowym. W rzeczywistości gwiazdy i planety krążą wokół wspólnego środka ciężkości. Wpływ grawitacji Ziemi sprawia, że centrum Układu Słonecznego jest przesunięte względem centrum naszej gwiazdy o jakieś 200 kilometrów. Jako, że średnica Słońca to 1 392 700 kilometrów łatwo zrozumieć, że powyższe uproszczenie jest mocno usprawiedliwione. Śledząc taniec gwiazd na niebie, można szukać niewidocznych egzoplanet. Do tej pory udawało się to w przypadku lekkich gwiazd i bardzo masywnych planet.

Peter Tuthill, pomysłodawca misji TOLIMAN, jest przekonany, że jego mały teleskop poradzi sobie z Alfą Centauri i potencjalnymi planetami wielkości Ziemi. Porównuje on to wyzwanie do obserwacji piłki do nogi w Singapurze obserwowanej z Sydney, która przemieszcza się o grubość ludzkiego włosa. Kluczowym czynnikiem jest tu precyzyjny pomiar a ten umożliwi natura Alfy Centaura. Fakt, że mamy do czynienia z dwiema gwiazdami o bardzo podobnej jasności sprawi, że bardzo dokładny pomiar przesunięć o wielkość rzędu 200 kilometrów będzie możliwy.

Z racji na to jak podobne są obie gwiazdy, ich ekosfera jest podobna do naszej lokalnej. Jedno z przybliżeń mówi, że ekosfera α Cen A sięga od 0,8 do 2,4 AU co przekłada się na orbity o okresie od 239 do 1240 ziemskich dni, a dla α Cen B sięga od 0,5 do 1,4 AU, co z kolei oznacza orbity o okresie od 136 do 636 dni. Peter Tuthill sądzi że około trzech lat obserwacji powinno starczyć by zebrać dość danych, żeby potwierdzić lub wykluczyć istnienie egzoplanet o masach podobnych do Ziemi w odległości, która pozwalałaby na istnienie wody w stanie ciekłym.

Na grafice umieściłem ekosfery obu gwiazd i ich odległość z zachowaniem skali. Przerywaną linią zaznaczyłem orbitę o rozmiarze 1 AU, czyli odpowiadającą Ziemi. Zakładając że istotnie uda się wysłać TOLIMANa w kosmos w 2024, już pod koniec 2027 możemy liczyć na wyniki. Mam nadzieję, że obędzie się bez opóźnień. I że do tej pory ludzkość zdąży wrócić na Księżyc.


* - w ramach propozycji TOLIMANa mówi się o obserwacji pobliskich gwiazd, ale wyzwanie rzucone przez Breakthrough Initiative tyczyło się Alfy Centauri no i przez pierwsze 3+ lata teleskop będzie skupiony na tym jednym układzie.


Źródełka:
The worlds next door: looking for habitable planets around Alpha Centauri
Wywiad Frasera Caina z Peterem Tuthillem
Of the Two Stars in Alpha Centauri, One is Probably More Habitable than the Other


niedziela, 19 marca 2023

Wulkan na Wenus



“More research is needed” - to bardzo popularna fraza w publikacjach naukowych. Niejednokrotnie można ją potraktować uszczypliwie, jako “dajcie nam granty na kolejne badania” albo jako wybieg, że może nasze badanie nic nie wykazało, ale jak byśmy dokonali więcej pomiarów to coś by się znalazło. Trudno jednak winić naukowców, że zawsze chcą więcej danych. Tyle, że w wielu dziedzinach te dane są niemal na wyciągnięcie ręki. Zróbmy więcej prób, zbadajmy więcej roślinek, przetestujmy więcej drzew itd. Nie w astronomii.

Misję New Horizons zaczęto planować na poważnie w roku 2000. Sondę w kierunku Plutona wystrzelono w 2006. Przelot w odległości 12 tysięcy kilometrów odbył się w 2015 roku, z prędkością jakichś 50 tysięcy kilometrów na godzinę. Dane zgromadzone w czasie kilku miesięcy głównych obserwacji będą podstawą badań na całe dekady. Już minęło osiem lat i pewnie minie znacznie więcej, zanim ktoś będzie na poważnie rozważać dedykowaną misję która poleciałaby na lub w okolice Plutona.

Astronomowie mają zakorzenione wyciskanie absolutnego maksimum ze sprzętu, który często wykorzystują mimo usterek, lub po okresie planowanej przydatności. Wymyślają kreatywne sposoby by dać mu kolejne życie. Jednym ze spektakularnych przykładów jest wykorzystanie wiatru słonecznego do stabilizacji Kosmicznego Teleskopu Keplera. Kiedy zawiodły jego koła zamachowe odbierając mu kontrolę w trzech osiach udało się ustawić go tak, że obserwował inny rejon nieba (w zasadzie cztery, zależnie od pozycji na orbicie wokół Słońca) używając ciśnienia światła słonecznego do stabilizacji w jednej z trzech osi.

Podobnie jest z danymi. Nowe metody obróbki i analizy danych pozwalają na dokonywanie zaskakujących odkryć. Na przykład w ostatnich latach udało się odkryć egzoplanety w starych zdjęciach z teleskopu Hubble’a. Dziś jednak chcę opowiedzieć o czymś odrobinkę innym… Otóż między rokiem 1990 a 1994 sonda Magellan krążyła wokół planety Wenus. W tym okresie wykonywała skany radarowe powierzchni planety, która wiecznie ukryta jest pod warstwą piekielnie gorącej i potwornie gęstej atmosfery.

Obrazy powierzchni tej piekielnej bliźniaczki Ziemi czekały zatem trzydzieści lat na Roberta Herricka. Jeśli jednak spodziewaliście się, że wymyślił on rewolucyjną metodę analizy obrazu, to byliście w błędzie. Jak niesie wieść, Robert Herrick nudził się na kolejnych niekończących się spotkaniach na Zoomie, więc żeby nie marnować czasu przerzucał fotki Wenus wykonane w pewnym odstępie czasu, poszukując różnic. Niczym Clyde Tombaugh, który niestrudzenie porównywał fotki nieba szukając przemieszczających się obiektów i w ten sposób odkrył Plutona.

Herrick tymczasem znalazł zmiany na powierzchni Wenus, gdzie na przestrzeni ośmiu miesięcy pewna kaldera uległa znacznemu powiększeniu. Dotychczas istniały poszlaki, że na Wenus ostatnie wulkany mogły być czynne miliony lat temu (co w sumie, na geologicznej skali czasu, nie jest aż tak dawno temu). Nowe odkrycie sugeruje jednak, że planeta może być wciąż aktywna wulkanicznie.

Warto powiedzieć, że o ile wygląda to na erupcję, to niewykluczone, że znajdowało się tam jezioro lawy, które osuszało albo była tam komora lawowa, która uległa zawaleniu. Coś interesującego jednak miało tam miejsce. Ale wiecie… potrzeba dalszych badań.

Żarty na bok - to istotne odkrycie, bo sama Wenus jest istotna i intrygująca. To planeta pod pewnymi względami bardzo podobna do Ziemi, jednocześnie zabójczo różna. Zrozumieć lepiej Wenus i jej ewolucję, to zrozumieć lepiej egzoplanety i t,o które z nich mogą być podobne do Ziemi, a które do Wenus.

O niektórych z tych aspektów wspominam szóstym rozdziale mojej książki. Jedną z kluczowych różnic może być brak wody na Wenus. Woda, obecna również w skałach i minerałach w skorupie Ziemi może być jednym z czynników, które pozwoliły na powstanie płyt tektonicznych, które ulegają “recyklingowi” topniejąc z jednej strony i wyłaniając się z uskoków tektonicznych, bogate w minerały potrzebne życiu, przyczyniając się do cyklu fosforu i węgla w atmosferze. Suchość Wenus sprawia, że pęknięcia w skorupie szybko ulegają zasklepieniu, a skorupa nie jest tak plastyczna jak na Ziemi.

Dotychczas pan Herrick przejrzał jakieś 2% danych Magellana. Rodzi się pytanie - co jeszcze uda się znaleźć w pozostałych danych? Oraz może jeszcze ważniejsze - czy wystarczy mu spotkań online by się z nimi zapoznać? Czy może uruchomiony zostanie jakiś nowy program cywilnej astronomii?

Ostatnia ciekawostka na dzisiaj - sama sonda Magellan dobrze wpisuje się w postawę astronomów o której wspominałem na początku tego tekstu. Otóż sonda ta została w dużej mierze poskładana z części zapasowych z innych misji. Anteny, komputer, system komunikacji, napęd, nawigacja i inne pochodzą z tak znanych misji jak Voyager, Galileo czy Mariner.


Źródła:
Publikacja - https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7735
Filmik Scotta Manleya - https://www.youtube.com/watch?v=Xs5CXaTjAwY
Magellan - https://en.wikipedia.org/wiki/Magellan_(spacecraft)#Spacecraft_design
Niebo pełne planet - https://ideaman.tv/niebo-pelne-planet/ (dodruk już niedługo)
Ilustracja: NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin


niedziela, 21 sierpnia 2022

Czy egzoplanety wymieniają się atmosferami?

Rola wymiany atmosferycznej w fałszywie pozytywnej detekcji biosygnatur” - taki tytuł nosi badania opublikowanego w czerwcu tego roku. O co chodzi i dlaczego to tak ciekawe?

Autorów pracy zainspirował proces, w którym tlen z gejzerów Enceladusa, księżyca Saturna, trafia do atmosfery największego z saturnowych księżyców, Tytana. Zadali sobie pytanie - czy taki proces może zachodzić między planetami w ciasnych układach? A jeśli tak, to jakie mogą być tego konsekwencje dla naszych badań? W pewnych warunkach tlen lub ozon mogą być uznawane ślad życia. Bardzo aktywny chemicznie tlen w większości przypadków powinien reagować z innymi pierwiastkami i szybko ulegać wyczerpaniu. Na Ziemi to fotosynteza planktonu oceanicznego (sorry Amazonio) zapewnia wysoki poziom tlenu w atmosferze (który w górnych warstwach zmienia się w ozon).

W pewnych warunkach tlen może powstawać abiologicznie. Twórcy badania postawili pytanie, czy gdyby doszło do jego transmisji na inną planetę, gdzie nie powinien powstawać abiologicznie, mogłoby dojść do fałszywie pozytywnego odkrycia biosygnatur. Innymi słowy, gdyby na przykład na bogatej w wodę planecie TRAPPIST-1 d dochodziło do elektrolizy wody a następnie wodór uciekałby w kosmos a tlen trafiał w górne warstwy atmosfery TRAPPIST-1 e, to czy badając tą planetę naukowcy mogliby dać się zwieść swoim obserwacjom.

Jak się okazuje… nie. O ile proces wydaje się możliwy (mimo wszystko Enceladus to malusieńki księżyc i łatwiej mu “gubić” gazy), to symulacje wykazały, że ilość transmitowanych gazów byłaby zbyt mała, żeby poszukiwaczom życia zapaliły się lampki. Zwróćcie jednak uwagę, że planety TRAPPIST-1 są tak blisko siebie jak dwa z księżyców Saturna!

Mimo wszystko to idealny moment na tak oryginalne pomysły i rozważania, bo już lada dzień teleskopy zaczną badać atmosfery obcych światów. Przyznam, że moja fantazja fana fantastyki naukowej poszła trochę dalej, gdy usłyszałem o tym badaniu. Wyobraziłem sobie biosferę na jakiejś obcej planecie, która jest uzależniona od dopływu tlenu z sąsiedniej planety. Morski plankton na Ziemi jest podporą całego złożonego życia na naszej planecie (niemal wszystkie wielokomórkowce potrzebują oddychania tlenowego by funkcjonować). Czy mógłby istnieć świat bez takiej zależności, gdzie organizmy polegałyby na tlenie spływającym z kosmosu? Pewnie to mało prawdopodobny, ale interesujący scenariusz…


Jeśli chcecie poczytać więcej o biosygnaturach i badaniu egzoplanet, to sięgnijcie po moją książkę - “Niebo pełne planet”, którą w całości poświęciłem tej tematyce. Zamów tutaj: https://ideaman.tv/niebo-pelne-planet/