Astronomowie coraz bardziej doskonalą metody poszukiwania i badania planet w systemach planetarnych poza Układem Słonecznym. Aktualnie znanych jest już ponad 4 tysiące tzw. egzoplanet. Wśród nich największe zainteresowanie często budzą skaliste globy o masach i rozmiarach zbliżonych do Ziemi, a najlepiej krążące w tzw. strefie nadającej się do zamieszkania (ekosferze), czyli obszarze wokół gwiazdy, w którym panują warunki umożliwiające występowanie wody w stanie ciekłym na powierzchni planety.

Do tej kategorii odkryć należą najnowsze badania układu L98-59 oddalonego od nas o niecałe 35 lat świetlnych. W 2019 roku dzięki amerykańskiemu satelicie Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) udało się w tym układzie wykryć obecność trzech planet. Teraz pokazano dowody na istnienie czwartej planety. Są też wskazówki mówiące o możliwości występowania piątego obiektu. Dodatkowo ustalono własności trzech znanych wcześniej planet.

Wyniki obserwacji przy pomocy teleskopu VLT wskazują, że trzy z planet mogą zawierać wodę w swoich wnętrzach lub atmosferach. Dwie położone najbliżej swojej gwiazdy mają niewielkie ilości wody, natomiast w przypadku trzeciej woda może stanowić aż 30 proc masy. Mielibyśmy więc do czynienia ze światem oceanicznym. Czwarta z planet (nowo odkryta) ma masę minimalną 3 razy taką jak Ziemia i okres orbitalny niecałe 13 dni. Przypuszczalny piąty glob ma około 2,5 masy Ziemi i obiega swoją gwiazdę w 23 dni.

Okresy obiegu wydają się bardzo krótkie w porównaniu z Układem Słonecznym, ale gwiazda L98-59 to czerwony karzeł dużo mniej masywny i dużo mniejszy od Słońca. Dlatego potencjalna piąta planeta może znajdować się w ekosferze.

Co więcej, ustalono też masy trzech pierwszych planet i są one także zbliżone do mas planet typu ziemskiego. Druga i trzecia planeta mają około 2 masy Ziemi, a najbliższa względem gwiazdy zaledwie 0,4 masy Ziemi, albo połowę masy Wenus. To najlżejsza planeta odkryta przy pomocy metody prędkości radialnych.

Właśnie tą techniką były prowadzone obserwacje przy pomocy teleskopu VLT. Z kolei obserwacje teleskopu TESS stosowały inną technikę, tzw. metodę tranzytów. W przypadku pierwszej z metod mierzy się ruchy gwiazdy na linii widzenia, bowiem jeśli wokół niej krąży planeta, to oddziaływanie grawitacyjne planety powoduje, że gwiazda regularnie nieco zbliża się i oddala od nas. Takie ruchy powodują przesunięcia linii w widmie gwiazdy, co można zmierzyć. Z kolei metoda tranzytów opiera się na tym, że jeśli wokół gwiazdy krąży planeta, której orbita jest tak położona względem nas, że zachodzą co jakiś czas przejścia planety na tle gwiazdy, to będziemy obserwować niewielkie, ale regularne osłabienia blasku gwiazdy.

Metodą tranzytów można odkryć istnienie planety i zmierzyć jej rozmiar, ale nie da się ustalić masy. Do tego potrzebne są obserwacje metodą prędkości radialnych. Z kolei znając promień i masę możemy obliczyć gęstość, której znajomość jest kluczowa dla stawiania hipotez, z czego może być planeta zbudowana.

Układ L98-59 zapewne będzie celem dla obserwacji prowadzonych przy pomocy przyszłych teleskopów, takich jak szykowany przez NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, czy budowany przez ESO naziemny Ekstremalnie Wielkie Teleskop (ELT).

Badaniami międzynarodowego zespołu kierował Olivier D. S. Demangeon z Universidade do Porto (Portugalia). Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Astronomy & astrophysics”. (PAP)

cza/ ekr/