Ο πρώτος δορυφόρος για τη μελέτη της ατμόσφαιρας των εξωπλανητών

Πολύτιμα στοιχεία για τη χημεία, τον σχηματισμό και την εξέλιξη των πλανητών που έχουν εντοπισθεί σε άλλα ηλιακά συστήματα, αναμένεται να προσφέρει ο νέος δορυφόρος Twinkle από το 2019, όταν θα τεθεί σε τροχιά.

Κατασκευασμένος από μια ομάδα Βρετανών επιστημόνων και τεχνικών, με επικεφαλής το Πανεπιστημιακό Κολέγιο του Λονδίνου (UCL) και την εταιρεία Surrey Satellite Technology, ο Twinkle θα παραμείνει σε λειτουργία για τουλάχιστον τρία χρόνια, μελετώντας αποκλειστικά τις ατμόσφαιρες εξωπλανητών.

«Πρόκειται για μια πολύ φιλόδοξη αποστολή», αναφέρει η Τζιοβάνα Τινέτι, καθηγήτρια στο UCL. «Αν και μέχρι σήμερα έχουν εντοπισθεί σχεδόν 2.000 εξωπλανήτες, στην πραγματικότητα οι γνώσεις μας για αυτούς τους ξένους κόσμους είναι πολύ λίγες.

 

Ξέρουμε τη μάζα, την πυκνότητα και την απόσταση από τον μητρικό τους αστέρα. Από αυτά τα στοιχεία, έχουμε συμπεράνει πως κάποιοι είναι παγωμένοι, άλλοι τόσο θερμοί που η επιφάνειά τους είναι ρευστή, ορισμένοι ότι είναι τεράστιες “μπάλες” αερίων, και λίγοι με βραχώδες ανάγλυφο, σαν τη Γη. Πέρα όμως από αυτά, δεν γνωρίζουμε τίποτε άλλο…

Έτσι, ο Twinkle θα μας επιτρέψει για πρώτη φορά να αναλύσουμε την ατμόσφαιρά τους, αποκτώντας μια εντελώς νέα εικόνα για την κατάσταση στην οποία βρίσκονται».
Όταν ένας εξωπλανήτης περνά μπροστά από τον μητρικό του Ήλιο, ένα μικρό ποσοστό από το αστρικό φως φιλτράρεται από τα μόρια και τα νέφη στην ατμόσφαιρά του.
Ο δορυφόρος θα καταγράψει αυτό το φως και θα προσδιορίσει τις φασματικές «υπογραφές» που φανερώνουν τη σύσταση της ατμόσφαιρας – για παράδειγμα, αν περιέχει υδρατμούς ή διοξείδιο του άνθρακα.

Με τη σειρά της, η χημική σύσταση θα δώσει τη δυνατότητα στους επιστήμονες να καταλαβαίνουν αν ένας εξωπλανήτης «γεννήθηκε» στην τροχιά που κινείται σήμερα ή βρέθηκε εκεί από κάποια άλλη θέση του πλανητικού του συστήματος.

Επίσης, η χημική σύνθεση επηρεάζεται από διάφορα φαινόμενα και διεργασίες – όπως την πρόσκρουση μετεωριτών ή αστεροειδών, την ηφαιστειακή δραστηριότητα, ή ακόμη και την ύπαρξη  ζωντανών μικροοργανισμών. Συνεπώς, αποκαλύπτει και την εξέλιξη ενός εξωπλανήτη.

Ο Twinkle θα αναλύσει με τον υπέρυθρο φασματογράφο του τουλάχιστον 100 εξωπλανήτες στον Γαλαξία μας, στους οποίους θα περιλαμβάνονται μια μεγάλη ποικιλία ουράνιων σωμάτων – από «υπεργαίες» με διάμετρο έως και 10 φορές μεγαλύτερη από της Γης, έως υπέρθερμους αέριους γίγαντες που περιφέρονται πολύ κοντά από τον μητρικό τους αστέρα.

Για τους μεγαλύτερους εξωπλανήτες, ο δορυφόρος θα μπορέσει επίσης να χαρτογραφήσει τα νέφη τους και να προσδιορίσει τη θερμοκρασιακή κατανομή τους.
«Το φως που φιλτράρεται από την ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη είναι μόλις το 0,01% της ακτινοβολίας που εκπέμπει το μητρικό του άστρο», προσθέτει η Τινέτι. «Επομένως, για τις μετρήσεις χρειάζονται πολύ αξιόπιστα όργανα, τα οποία θα βρίσκονται έξω από τη γήινη ατμόσφαιρα και τις αλλοιώσεις που αυτή θα προκαλούσε».

Η κατασκευή του εξοπλισμού θα γίνει από τη Surrey Satellite Technology, ο οποίος μαζί με την εκτόξευση και τη λειτουργία του δορυφόρου, θα στοιχίζει περίπου 60 εκατομμύρια ευρώ.
Το ποσό αυτό, το οποίο θα προέλθει από κρατικά και ιδιωτικά κεφάλαια, είναι περίπου το 1/10  του προϋπολογισμού ανάλογων διαστημικών αποστολών που έχουν αναπτυχθεί από διεθνή προγράμματα διαστημικών υπηρεσιών.

Γεγονός που οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο ότι τα περισσότερα εξαρτήματα θα είναι hardware που πωλείται ήδη στο εμπόριο.

Το Πανεπιστημιακό Κολέγιο του Λονδίνου αφήνει ανοικτό το ενδεχόμενο η «ζωή» του δορυφόρου να επεκταθεί για δύο ακόμη χρόνια ή και περισσότερο.