Kepler-452b: większy i starszy kuzyn Ziemi?

Kosmicznemu teleskopowi Kepler udało się odkryć egzoplanetę, najbardziej z dotychczas poznanych, podobną do Ziemi.

Porównanie parametrów różnych egzoplanet względem Ziemi / Credit: NASA

To właśnie wśród małych egzoplanet poszukujemy tej, która zasługuje na miano “drugiej Ziemi”. Do 2015 roku nie odkryto jeszcze takiego obiektu, który znacząco przypominałby naszą planetę. W lipcu tego roku NASA poinformowała o istnieniu obiektu, który można nazwać “większym i starszym kuzynem Ziemi”. Obiekt otrzymał nazwę Kepler-452b. Ze wszystkich, prawie 2000 znanych egzoplanet, to właśnie Kepler-452b najbardziej przypomina Ziemię.

Kepler-452b jest około 60% większy od Ziemi. Jest to zatem przedstawiciel planet typu “super-Ziemia”. Ta egzoplaneta krąży wokół gwiazdy bardzo podobnej do naszego Słońca (typ G2) z czasem obiegu około 385 dni, w średniej odległości 1,05 jednostki astronomicznej. Są to parametry orbitalne bardzo podobne do naszej Ziemi (365 dni, 1 j. a.).

Porównanie orbit Ziemi, Keplera-452 b i Keplera-186 f (innej egzoplanety w ekosferze, ale krążącej wokół słabej gwiazdy) / Credit: NASA/JPL-CalTech/R. Hurt

Gwiazda układu Kepler-452, a tym samym Kepler-452b, są około 1,5 miliarda lat starsze od naszego Układu Słonecznego. Gwiazda Kepler-452 emituje nieco więcej energii od naszego Słońca. Oznacza to, że Kepler-452b krąży w ekosferze swej gwiazdy, prawdopodobnie nieco bliżej wewnętrznej (gorącej) krawędzi tej strefy w porównaniu z Ziemią.

W czym Kepler-452b różni się od Ziemi? Wyliczenia sugerują, że otrzymuje około 10% więcej energii od swej gwiazdy niż Ziemia. Egzoplaneta jest prawdopodobnie skalistym obiektem, około 5 razy masywniejszym od naszej planety. Oznaczać to może obecność grubszej atmosfery i/lub także grubszej warstwy wody, być może w postaci głębokich oceanów. W aktualnym położeniu, względem krawędzi ekosfery, na Keplerze-452b może występować bardzo silny efekt cieplarniany. Możliwe jest także, że gruba atmosfera i wysokie albedo (od grubej powłoki chmur) ograniczają ten efekt cieplarniany.

Grafika przedstawiająca małą oceaniczną egzoplanetę z niewielką ilością chmur / Credit: K. Kanawka, Kosmonauta.net

Warto tu zaznaczyć, że ekosfera wokół gwiazd podobnych do Słońca zmienia swój zakres wraz z postępującym wiekiem gwiazdy. Z czasem gwiazdy takie jak Słońce emitują coraz więcej energii, co powoduje, że ekosfera się przesuwa dalej od tych gwiazd. Kepler-452b przez poprzednie sześć miliardów lat znajdował się “bezpiecznie” wewnątrz ekosfery swej gwiazdy – dziś jest dość blisko jej wewnętrznej krawędzi*.

W przeszłości Kepler-452b z pewnością znajdował się wystarczająco daleko od krawędzi ekosfery przez wystarczająco długi okres czasu, by sprzyjało to powstaniu i rozwoju życia. Czy tak się stało? W tej chwili naukowcy mogą jedynie spekulować. Jest jednak możliwe, że ta egzoplaneta jest oceanicznym światem w całości pokrytym grubym oceanem, wewnątrz którego powstało i nadal utrzymuje się życie. Być może bardziej zaawansowane niż tylko proste bakterie.

Zmiana pozycji Ziemi i Keplera-452 b względem ekosfery w czasie / Credit: NASA.gov Video

Ze wszystkich (w tej chwili) odkrytych egzoplanet z misji Kepler, zarówno już potwierdzonych jak i tych czekających na potwierdzenie istnienia, Kepler-452b najbardziej przypomina Ziemię. Nie jest to jednak pełne podobieństwo, głównie z uwagi na masę/wielkość i wiek Keplera-452b. Z tych względów Keplera-452b lepiej nazywać “starszym i większym kuzynem Ziemi”.

Wszystkie znane małe egzoplanety, krążące w ekosferach swych gwiazd – stan na lipiec 2015 / Credits – NASA/JPL-CalTech/R. Hurt

Obecne technologie nie są w stanie dostarczyć nam dalszych informacji o Keplerze-452 b. Jednakże kolejne generacje naziemnych i kosmicznych teleskopów powinny być w stanie lepiej określić właściwości tej egzoplanety.

Aktualnie znamy 12 egzoplanet, na których teoretycznie może utrzymać się woda i może powstać życie. 11 z tych planet pozasłonecznych krąży wokół małych i słabych gwiazd typu K i M. Jedynym wyjątkiem jest Kepler-452b, który krąży wokół gwiazdy typu G.

Układ Kepler-452b znajduje się około 1400 lat świetlnych od Ziemi. Jak na razie żadne sygnały radiowe wytworzone przez człowieka z naszej planety nie dotarły tak daleko. Tymczasem z pewnością, Kepler-452 będzie niejednokrotnie obserwowany i nasłuchiwany w ramach różnych projektów, takich jak SETI.

(NASA)

* Mowa tutaj o tzw. “konserwatywnej” definicji ekosfery – w ostatnich latach powstało kilka innych definicji, które biorą pod uwagę m.in. wielkość egzoplanety, jej skład atmosferyczny, aktywność wulkaniczną i obecność wody. W bardziej “optymistycznym” wariancie tej definicji, Kepler-452 b (oraz Ziemia) znajdować się jeszcze będą przez miliardy lat wewnątrz ekosfer swych gwiazd.