Mianem superziemi określamy egzoplanetę (planetę pozasłoneczną) skalistą o masie większej od masy Ziemi (do 10 mas). Superziemia jest zawsze masywniejsza i większa od Ziemi (promień do 3 razy większy), ale nie oznacza wcale, że muszą tam panować warunki zbliżone do ziemskich. Nie musi nawet znajdować się w ekosferze gwiazdy macierzystej. Największe z superziem to planety oceaniczne o niskiej gęstości.
Czytaj też: Kolejna egzoplaneta zidentyfikowana na orbicie pobliskiej gwiazdy. Oto, co wiemy o HD 83443
HD-207496b to egzoplaneta, której masa i promień są odpowiednio 6,1 i 2,25 razy większe od masy i promienia Ziemi. Jest ona w trakcie transformacji, a to może pomóc astronomom w rozwiązaniu zagadki związanej z wykrywaniem egzoplanet – luki między masami planet skalistych większych od Ziemi i gazowych mniejszych od Neptuna. Szczegóły znajdziemy w pracy opublikowanej w serwerze preprintów arXiv.
Ta egzoplaneta może rozwiązać kilka zagadek astronomii
Zgodnie z najnowszymi informacjami znamy 5300 egzoplanet, a ponad 9200 to kandydaci na obce światy. Problemem w obserwacjach jest tzw. luka Fultona, czyli niedobór obserwacyjny egzoplanet o rozmiarach 1,5-2 razy większych od Ziemi, których orbity są krótsze niż ok. 100 dni. To dlatego, że planety nie są obiektami statycznymi, a cały czas się zmieniają, a nawet mogą się “kurczyć”. Potwierdzają to obserwacje HD-207496b.
Przyczyny takiego stanu rzeczy nie są znane, ale uczeni spekulowali, że wpływ ma na to bliskość gwiazdy macierzystej. Możliwe, że poniżej pewnego progu krytycznego egzoplaneta nie ma odpowiedniej masy, aby utrzymać grawitacyjny “ścisk” atmosfery. Gaz jest wtedy odparowywany przez promieniowanie gwiazdy. Istnieje kilka światów, których obserwacje potwierdzają taki proces, a uczeni szukają kolejnych przy użyciu 3,6-metrowego teleskopu HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), sprawdzając kandydatów namierzonych przez kosmiczny teleskop TESS. Tak właśnie trafiono na HD-207496b.
Czytaj też: Skały zamieniają się tam w parę. Ekstremalna egzoplaneta w obiektywie teleskopu Hubble’a
TESS szuka kandydatów na planety wykorzystując zjawisko tranzytu, a HARPS może wykryć niewielkie ruchy gwiazdy w przód i w tył spowodowane przez złożone przyciąganie grawitacyjne pochodzące od planet. Może wydawać się to skomplikowane, ale metody te umożliwiają oszacowanie masy, promienia, a nawet gęstości egzoplanety. To jak zadanie z fizyki – znając wymienione parametry można ocenić, z czego zbudowany jest dany egzoświat.
Kiedy TESS wykrył egzoplanetę blisko luki Fultona, o promieniu 2,25 razy większym od Ziemi i orbicie 6,44 dnia okrążającą pomarańczowego karła o nazwie HD-207496, użyto HARPS, aby przyjrzeć się jej bliżej. Dane z HARPS ujawniły, że świat nazwany HD-207496b ma masę około 6,1 razy większą od masy Ziemi. Wyliczono, że gęstość egzoplanety wynosi ok. 3,27 g/cm3, czyli znacznie mniej niż gęstość Ziemi – 5,51 g/cm3. To oznacza, że HD-207496b nie jest planetą całkowicie skalistą, ale może być w trakcie transformacji.
W opublikowanej pracy czytamy:
Stwierdzamy, że HD-207496b ma gęstość mniejszą niż Ziemia, a więc spodziewamy się, że ma w swoim składzie znaczną ilość wody i/lub gazu. Z modelowania struktury wewnętrznej planety wnioskujemy, że planeta ma albo bogatą w wodę otoczkę, bogatą w gaz atmosferę albo mieszankę obu tych składników.
Symulacje wykazały, że jeżeli egzoplaneta ma atmosferę złożoną z wodoru i helu, to stan ten jest przejściowy. W ciągu 520 mln lat gwiazda macierzysta sprawi, że całkowicie wyparuje. Istnieje szansa, że HD-207496b już teraz jest wodnym światem. Dalsze badania pozwolą na dokładne scharakteryzowanie rodzaju atmosfery, bo od tego zależy ostateczny los tego tajemniczego świata.