Hete Aarde of Jonge Venus: nabije superaarde kan geheimen onthullen over de rand van bewoonbaarheid

Venus en de Aarde bieden verbazingwekkend verschillende visies op de evolutie van een rotsachtige planeet, wat de vraag oproept waarom deze twee rotsachtige werelden zo verschillend zijn geëvolueerd. De recent ontdekte transiterende superaarde LP 890-9c is een sleutel tot de vraag. Deze exoplaneet cirkelt in 8,46 dagen rond de nabije rode dwergster LP 890-9 en ontvangt een vergelijkbare hoeveelheid energie als de moderne aarde ontvangt van de zon, waardoor LP 890-9c zeer dicht bij de binnenrand van de bewoonbare zone komt.

LP 890-9 bevindt zich op een afstand van ongeveer 104 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Eridanus. De planeet is ook bekend als TOI-4306en SPECULOOS-2. De ster heeft een massa van slechts 0,16 zonsmassa, een straal van 0,12 * de Zon en een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 2850 Kelvin.

LP 890-9, waar minstens twee exoplaneten omheen draaien, is na TRAPPIST-1 de op een na koelste ster die planeten herbergt.

De binnenplaneet, LP 890-9b, is ongeveer 30% groter dan de Aarde en voltooit een baan rond de ster in slechts 2,73 dagen. De buitenste planeet, LP 890-9c, is qua grootte vergelijkbaar met de eerste (ongeveer 37% groter dan de Aarde) maar heeft een langere omlooptijd van ongeveer 8,5 dagen.

LP 890-9c maakt deel uit van een tweeplanetensysteem met de binnenplaneet, LP 890-9b, voor het eerst gedetecteerd door TESS in een baan van 2,73 dagen, binnen de bewoonbare zone.

LP 890-9c ontvangt echter 91% zoveel zonnestraling als de Aarde waardoor de exoplaneet zowel in de conservatieve als in de empirische bewoonbare zone valt. Dit maakt LP 890-9c belangrijk om te begrijpen hoe Venus en de Aarde zijn geëvolueerd.

Om het bereik van jonge atmosferen te verkennen en te beoordelen of transmissiespectra dat verschil kunnen verhelderen, creëerden de astronomen zeven modellen voor LP 890-9c.

Kijkend naar deze planeet zal ons vertellen wat er gebeurt aan de binnenrand van de bewoonbare zone – hoe lang een rotsachtige planeet bewoonbaar kan blijven als het warm begint te worden. Het zal astronomen iets fundamenteels leren over hoe rotsachtige planeten evolueren met toenemend sterrenlicht, en over wat er op een dag met ons en de Aarde zal gebeuren.

De modellen van het team zijn de eersten die verschillen beschrijven in de chemische kenmerken die worden gegenereerd door rotsachtige planeten nabij de binnengrens van de bewoonbare zone, op basis van variabelen zoals de grootte van de planeet, massa, chemische samenstelling, oppervlaktetemperatuur en -druk, atmosferische hoogte en bewolking.

De berekeningen waren essentieel om te schatten hoeveel tijd de Webb Space Telescope nodig zou hebben om de basissamenstelling van een atmosfeer te bevestigen – als die er is.

De modellen omvatten verschillende scenario’s waarvan wordt aangenomen dat ze stadia van de evolutie van rotsachtige planeten weerspiegelen, variërend van een hete Aarde waar nog leven mogelijk is, tot een desolate Venus met een atmosfeer van koolstofdioxide.

Tussendoor zijn er fasen die de Aarde naar verwachting zal doormaken naarmate de Zon met het ouder worden helderder en heter wordt, waardoor oceanen geleidelijk verdampen en de atmosfeer met stoom vullen voordat ze volledig verdampen.

Hoe lang die processen kunnen duren is onbekend en astronomen zeggen dat LP 890-9c een zeldzame kans biedt om die evolutie te onderzoeken.

De planeet is volgens de onderzoekers het eerste doelwit waarop ze deze verschillende scenario’s kunnen testen. Als het nog steeds een hetere aarde is – heet, maar met vloeibaar water en levensomstandigheden – dan is de tijdlijn langzamer dan ze dachten.

Als ze zien dat het al een volwaardige Venus is, gaat het water snel verloren.

Het is mogelijk dat LP 890-9c geen atmosfeer heeft en geen leven herbergt, of dat de planeet lijkt op Venus met dikke wolken die het licht tegenhouden en dus weinig informatie opleveren. Nder onderzoek belooft waardevolle aanwijzingen op te leveren.

Men weet niet hoe deze planeet op de rand van bewoonbaarheid eruit zou kunnen zien. Dit is waar echte verkenning om draait, aldus de onderzoekers.

Het artikel van het onderzoeksteam is gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. onderzoek

Artikel: Lisa Kaltenegger et al. 2023. Hot Earth or Young Venus? A nearby transiting rocky planet mystery. MNRASL, in press; doi: 10.1093/mnrasl/slad064

Eerste publicatie: 25 juni 2023
Bron: sci-news