Δύο διαστημικά τηλεσκόπια της NASA συνεργάστηκαν για να προσδιορίσουν για πρώτη φορά το λεπτομερές χημικό «αποτύπωμα» του εξωπλανήτη GJ 3470 b, ανάμεσα στο μέγεθος της Γης και του Ποσειδώνα. Δεν υπάρχουν τέτοιοι πλανήτες στο δικό μας ηλιακό σύστημα, αλλά είναι κοινοί γύρω από άλλα αστέρια. Ζυγίζει όσο 12,6 μάζες της Γης, αλλά έχει λιγότερη μάζα από τον Ποσειδώνα, που είναι πάνω από 17 φορές τη μάζα της Γης. Σε αντίθεση με τον Ποσειδώνα, που είναι 3 δισεκατομμύρια μίλια από τον Ήλιο, ο GJ 3470 b μπορεί να έχει σχηματιστεί πολύ κοντά στον ερυθρό νάνο αστέρι του ως ένα ξηρό, βραχώδες αντικείμενο. Έπειτα τράβηξε με τη βαρύτητα του αέριο υδρογόνο και ήλιο από ένα περιμετρικό δίσκο αερίου, για να δημιουργήσει μια παχιά ατμόσφαιρα.
Η θεωρητική εσωτερική δομή του εξωπλανητή GJ 3470 b. Είναι διαφορετική από κάθε πλανήτη που βρίσκεται στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα. Ο δίσκος εξαφανίστηκε πολλά δισεκατομμύρια χρόνια πριν και έτσι ο πλανήτης σταμάτησε να αναπτύσσεται. Η κάτω εικόνα απεικονίζει το δίσκο όπως μπορεί να έμοιαζε πολύ καιρό πριν. Η παρατήρηση από τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Spitzer της NASA έχει αναλύσει χημικά τη σύνθεση της πολύ σαφούς και βαθιάς ατμόσφαιρας του GJ 3470 b, δίνοντας στοιχεία για την καταγωγή του πλανήτη. Πολλοί πλανήτες αυτής της μάζας υπάρχουν στον Γαλαξία μας.
Πολλοί παρόμοιοι κόσμοι έχουν ανακαλυφθεί από το διαστημικό παρατηρητήριο Kepler της NASA, η αποστολή του οποίου ολοκληρώθηκε το 2018. Στην πραγματικότητα, η μάζα του 80% των πλανητών στον Γαλαξία μας μπορεί να είναι αυτής της τάξης. Ωστόσο, μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι δεν κατάφεραν ποτέ να κατανοήσουν τη χημική φύση ενός τέτοιου πλανήτη, λένε οι ερευνητές.
Με την απογραφή του περιεχομένου της ατμόσφαιρας του GJ 3470 b ή Gliese 3470 b, οι αστρονόμοι είναι σε θέση να αποκαλύψουν ενδείξεις σχετικά με τη φύση και την προέλευση του πλανήτη.
«Αυτή είναι μια μεγάλη ανακάλυψη από την προοπτική του σχηματισμού ενός πλανήτη. Ο πλανήτης είναι πολύ κοντά στο μητρικό του αστέρι, αλλά κατάφερε να συσσωρεύσει την αρχέγονη ατμόσφαιρα υδρογόνου / ηλίου που είναι κατά κύριο λόγο «αμόλυντη» από βαρύτερα στοιχεία «, δήλωσε ο Björn Benneke του Πανεπιστημίου Μόντρεαλ. «Δεν έχουμε κάτι τέτοιο στο ηλιακό σύστημα, και αυτό το καθιστά εντυπωσιακό.»
Οι αστρονόμοι κατέγραψαν τις συνδυασμένες δυνατότητες πολλαπλών κυμάτων μήκους των διαστημικών τηλεσκοπίων Hubble και Spitzer της NASA για να πραγματοποιήσουν μια πρώτη μελέτη για την ατμόσφαιρα του GJ 3470 b.
Αυτό επιτεύχθηκε με τη μέτρηση της απορρόφησης του φωτός του αστέρα καθώς ο πλανήτης περνούσε μπροστά από το μητρικό αστέρι του (διάβαση) και την μείωση του ανακλώμενου φωτός από τον πλανήτη καθώς πέρασε πίσω από το αστέρι (έκλειψη). Συνολικά, τα διαστημικά τηλεσκόπια παρατηρούσαν 12 διαβάσεις και 20 εκλείψεις. Η επιστήμη της ανάλυσης χημικών δακτυλικών αποτυπωμάτων με βάση το φως ονομάζεται φασματοσκοπία.
«Για πρώτη φορά έχουμε μια φασματοσκοπική υπογραφή ενός τέτοιου κόσμου», δήλωσε ο Benneke. Αλλά δεν ξέρουμε τι είναι; Πρέπει να ονομάζεται «super-Earth» ή «sub-Neptune;» Ή ίσως κάτι άλλο;
Η ατμόσφαιρα του GJ 3470 β αποδείχτηκε ως επί το πλείστον καθαρή, επιτρέποντας έτσι στους επιστήμονες να εξετάσουν βαθιά μέσα στην ατμόσφαιρα.
«Αναμέναμε μια ατμόσφαιρα έντονα εμπλουτισμένη σε βαρύτερα στοιχεία όπως το οξυγόνο και ο άνθρακας που σχηματίζουν άφθονους υδρατμούς και αέριο μεθανίου, παρόμοιο με αυτό που βλέπουμε στον Ποσειδώνα», δήλωσε ο Benneke. «Αντ’ αυτού, βρήκαμε μια ατμόσφαιρα τόσο φτωχή στα βαριά στοιχεία που η σύνθεσή της μοιάζει με τη σύνθεση του Ήλιου πλούσια σε υδρογόνο / ήλιο».
Άλλοι εξωπλανήτες που ονομάζονται «καυτοί Δίιοι πλανήτες» πιστεύεται ότι σχηματίζονται μακριά από τα αστέρια τους και με την πάροδο του χρόνου μεταναστεύουν πολύ πιο κοντά. Αλλά αυτός ο πλανήτης φαίνεται να έχει σχηματιστεί ακριβώς όπου είναι σήμερα, λέει ο Benneke.
Η πιο πιθανή εξήγηση, σύμφωνα με τον Benneke, είναι ότι το GJ 3470 b γεννήθηκε επισφαλώς κοντά στο κόκκινο αστέρι του, το οποίο έχει περίπου τη μισή μάζα του Ήλιου μας. Υποθέτει ότι ουσιαστικά ξεκίνησε σαν ένας στεγνός βράχος και γρήγορα έφτιαξε υδρογόνο από έναν πρωταρχικό δίσκο αερίου όταν το αστέρι του ήταν πολύ μικρό. Ο δίσκος αυτός ονομάζεται «πρωτοπλανητικός».
«Βλέπουμε ένα αντικείμενο που ήταν ικανό να συσσωρεύσει υδρογόνο από τον πρωτοπλανητικό δίσκο, αλλά δεν ξέφυγε να γίνει καυτός Δίας», δήλωσε ο Benneke. «Αυτό είναι ένα συναρπαστικό καθεστώς.»
Μια εξήγηση είναι ότι ο δίσκος εξαφανίστηκε πριν ο πλανήτης μπορούσε να τραβήξει κι άλλο αέριο. «Ο πλανήτης έχει κολλήσει ως ένας υπο-Ποσειδώνας», δήλωσε ο Benneke.
Το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA θα μπορεί να δοκιμάσει ακόμα πιο βαθιά την ατμόσφαιρα του GJ 3470 b χάρη στην άνευ προηγουμένου ευαισθησία του Webb στην υπέρυθρη ακτινοβολία. Τα νέα αποτελέσματα έχουν ήδη προκαλέσει μεγάλο ενδιαφέρον από τις αμερικανικές και καναδικές ομάδες που αναπτύσσουν τα εργαλεία στο Webb. Θα παρατηρήσουν τις διαβάσεις και τις εκλείψεις του GJ 3470 b σε φωτεινά μήκη κύματος όπου οι ατμοσφαιρικές διακυμάνσεις καθίστανται διαφανέστερες.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου