Μικροί πλανήτες όπως η Γη είναι πολύ συνηθισμένοι στον Γαλαξία μας

 Έχουν περάσει είκοσι πέντε χρόνια από τότε που εντοπίστηκε ο πρώτος πλανήτης έξω ​​από το Ηλιακό μας Σύστημα. Μέχρι σήμερα, έχουμε ανακαλύψει περισσότερους από 4.000 εξωπλανήτες, που κυμαίνονται από μικρούς βραχώδεις πλανήτες όπως η Γη έως και αέριους γίγαντες όπως ο Δίας.

 

Καλλιτεχνική άποψη της υπερ-Γαίας 55 Cancrie όπως περνά μπροστά από το γονικό του αστέρι.

 

Η καθηγήτρια Giovanna Tinetti, ερευνήτρια στον τομέα των εξωπλανητών που εργάζεται στο UCL (University College London), τόνισε ότι «τώρα γνωρίζουμε πως στατιστικά, θα πρέπει να περιμένουμε τουλάχιστον έναν πλανήτη γύρω από κάθε αστέρα στο Γαλαξία μας. Μιλάμε κυριολεκτικά για δισεκατομμύρια εξωπλανήτες. Με αυτές τις πληροφορίες, οι ερωτήσεις που επικεντρώνουμε σήμερα την προσοχή μας είναι: Πώς μοιάζουν αυτοί οι πλανήτες; Πώς διαμορφώνονται και πώς εξελίσσονται; Αυτό είναι, νομίζω, το είδος των ερωτήσεων που θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε μέσα στην επόμενη δεκαετία.»

 

Είναι πέρα ​​από κάθε αμφιβολία ότι η αποστολή Kepler ήταν μια πρωτοποριακή διαστημική συσκευή που μας έφερε πιο κοντά σε απαντήσεις στα θεμελιώδη ερωτήματα. Κατάφερε να εντοπίσει περισσότερους από 4000 εξωπλανήτες μέχρι το 2013 που έφτασε στο τέλος της.

 

Ο Dimitar Sasselov, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Harvard και μέλος της αποστολής Kepler, επεσήμανε ότι «το Kepler προσπάθησε να βρει τα στατιστικά στοιχεία – πόσο συνηθισμένοι είναι οι πλανήτες όπως η Γη. Γνωρίζουμε ότι μικροί πλανήτες όπως η Γη, είναι πολλές φορές πιο συνηθισμένοι στον Γαλαξία μας από ότι είχαμε φανταστεί πιο πριν. Οι πλανήτες λοιπόν που ανήκουν στην κατοικήσιμη ζώνη είναι πολύ περισσότεροι.» Παρόλα αυτά, το γεγονός ότι ένας πλανήτης ανήκει στην κατοικήσιμη ζώνη, δεν σημαίνει ότι είναι κατοικήσιμος ή ότι έχει ζωή. Ο καθηγητής πρόσθεσε ότι «αν δεν κατανοήσουμε τη βασική γεωχημεία αυτών των πλανητών δεν μπορούμε να κατανοήσουμε ούτε την αναζήτηση στοιχείων για ζωή». Σίγουρα, υπάρχουν πολλά ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν και πολλά μυστήρια που πρέπει να λυθούν τα επόμενα χρόνια.

 

Είναι σημαντικό να μελετήσουμε τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών

Γνωρίζοντας ότι υπάρχει πληθώρα εξωπλανητών εκεί έξω, ειδικά σχεδιασμένες αποστολές θα αφιερώσουν το χρόνο τους για μια πιο λεπτομερή μελέτη αυτών. Επί του παρόντος, δε διαθέτουμε πολλές πληροφορίες σχετικά με τις συνθέσεις τους, την ατμόσφαιρά τους και άλλες λεπτομέρειες που θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να απαντήσουμε στα κύρια ερωτήματά μας. Πλέον, με την τεχνολογία που έχουμε αναπτύξει, είναι εφικτή η έρευνα ενός μεγάλου αριθμού πλανητών και είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να αναπτύξουμε μια ταξινόμηση των πλανητών – μια οργανωμένη λίστα των κατηγοριών πλανητών και να δώσουμε περαιτέρω απαντήσεις.

 

Η αποστολή Ariel θα αναλύσει τις ατμόσφαιρες σε περίπου 500 πλανήτες, οι οποίοι βρίσκονται σε τροχιά κοντά σε κοντινά αστέρια, θα καθορίσει τη χημική τους σύσταση και τις φυσικές τους συνθήκες. Τα αποτελέσματα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να καταλάβουν καλύτερα το σχηματισμό κάθε εξωπλανήτη.

 

Μια τέτοια αποστολή θα είναι η διαστημική συσκευή ARIEL (Atmospheric Remote – sensing Exoplanet Large – survey), η οποία αποτελεί μία από τις υποψήφιες αποστολές της ESA (Ευρωπαϊκή Εταιρία Διαστήματος).Ο κύριος στόχος της είναι να μελετήσει τις ατμόσφαιρες εκατοντάδων πλανητών και να καταλάβει πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται. Η κύρια διαφορά σε σχέση με άλλες αποστολές είναι ότι το ARIEL δε θα ανιχνεύσει νέους πλανήτες, αλλά θα επικεντρωθεί στην ατμοσφαιρική σύνθεση των ήδη γνωστών εξωπλανητών.

 

Σύμφωνα με την κεντρική ερευνήτρια της αποστολής και καθηγήτρια του UCL, Tinetti: «Το ARIEL θα αναλύσει τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας. Επιπλέον, πρόκειται να μελετήσει τις ατμόσφαιρες αρκετών εκατοντάδων εξωπλανητών. Αυτά είναι δύο χαρακτηριστικά του ARIEL που καθιστούν την αποστολή διαφορετική από άλλες διαστημικές αποστολές που έχουν προγραμματιστεί από την ESA ή τη NASA.»

 

Η ατμόσφαιρα αποτελεί τη μόνη περιοχή ενός εξωπλανήτη που είναι άμεσα παρατηρήσιμη και από την οποία οι επιστήμονες μπορούν να αντλήσουν πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος, τη μάζα του πλανήτη και την απόστασή του από τον κεντρικό αστέρα. Η καθηγήτρια Tinetti πρόσθεσε ότι «Η ατμόσφαιρα είναι φτιαγμένη από αέρια, τα μόρια των οποίων είναι διαφανή ή αδιαφανή σε διαφορετικές περιοχές του φάσματος. Με αυτό τον τρόπο, μπορούμε να καταλάβουμε από μακρινή απόσταση τι συμβαίνει στον εξωπλανήτη, επειδή παρατηρούμε τα αποτυπώματα των μορίων στην ατμόσφαιρα.»

 

Είναι σημαντική η ανίχνευση εξωπλανητών στη γειτονιά μας, έτσι ώστε να τους μελετήσουμε καλύτερα με το ARIEL!

Παρά το γεγονός ότι έχουμε εντοπίσει ένα σημαντικό αριθμό εξωπλανητών, παραμένει πολύ μικρός δεδομένης της μεγάλης κλίμακας του Γαλαξία μας και του Σύμπαντος. Είναι λοιπόν σημαντικό να ανιχνεύσουμε περισσότερους πλανήτες και το TESS (Transit Exoplanet Survey Satellite), αποστολή της NASA που πρόκειται να εκτοξευθεί μέσα στον επόμενο χρόνο, θα έχει ως κύριο στόχο την ανίχνευση μικρών εξωπλανητών στη γειτονιά του Ηλιακού μας Συστήματος. Αυτοί οι πλανήτες θα είναι πολύ καλοί στόχοι για να μπορούμε να μελετήσουμε λεπτομερώς τις ατμόσφαιρές τους. Ο καθηγητής Dimitar Sessalov, τόνισε ότι «το TESS θα προσπαθήσει να ανακαλύψει τους πλησιέστερους πλανήτες που μπορούμε να μελετήσουμε με τα τηλεσκόπια που έχουμε. Το TESS είναι απλώς μια μηχανή που θα παρέχει στόχους για τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια και για την αποστολή ARIEL. Το TESS βρίσκει τους πλανήτες, το ARIEL τους μελετά. Δουλεύουν παράλληλα, αλλά οι ρόλοι τους είναι εντελώς διαφορετικοί.»

 

Η αναζήτηση της ζωής πέρα ​​από τη Γη δεν είναι εύκολη υπόθεση

Η συνειδητοποίηση ότι οι πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη είναι πολύ συνηθισμένοι στο Γαλαξία μας, οδήγησε στη δημιουργία του TESS, της διαστημικής συσκευής που θα ερευνήσει ολόκληρο τον ουρανό για να βρει τους πλησιέστερους εξωπλανήτες. Ωστόσο, δεν είναι δόκιμο να θεωρούμε τους πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη ως κατοικήσιμους κόσμους ή ως τους μόνους υποψήφιους πλανήτες για την υποστήριξη ζωής. Η Tinetti, διευκρίνισε ότι «αυτό που παρατηρούμε εκεί έξω είναι μια τεράστια ποικιλία πλανητών γι’ αυτό και η σκέψη ότι οι κατοικήσιμοι κόσμοι πρέπει να μοιάζουν με τη Γη είναι, κατά τη γνώμη μου, αρκετά γεωκεντρική και ίσως λανθασμένη». Το ARIEL είναι μια αποστολή που θα προσφέρει στους επιστήμονες μια μεγάλη βάση δεδομένων από εκατοντάδες εξωπλανήτες και επιπλέον, θα δώσει πληροφορίες και για το ζήτημα της ανάπτυξης ζωής σε άλλους κόσμους. Η Tinetti τόνισε ότι «πριν επικεντρωθούμε στις ερωτήσεις σχετικά με το πώς μοιάζουν οι κατοικήσιμοι πλανήτες, πρέπει να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει με αυτούς τους πλανήτες. Για να το κάνουμε αυτό, πρέπει να έχουμε ένα μεγάλο δείγμα εξωπλανητών, όχι απλώς δεκάδες. Στο τέλος της ημέρας ακόμα δε γνωρίζουμε ποια είναι η κανονικότητα των πλανητών στον Γαλαξία μας. Δεν μπορούμε να πούμε: «Αυτός είναι ένας πραγματικά περίεργος εξωπλανήτης». Είναι παράξενος ίσως σε σύγκριση με τη Γη, αλλά αν δεν γνωρίζουμε πώς μοιάζουν γενικά οι πλανήτες, είναι πολύ δύσκολο να κρίνουμε.»

 

Επιπρόσθετα, ο Sasselov έδωσε έμφαση σε μια άλλη πτυχή που αφορά την ανάπτυξη ζωής σε εξωπλανήτες: το βαθμό δυσκολίας/ευκολίας να αναπτυχθεί η ζωή σε έναν πλανήτη, ακόμα κι αν υπάρχουν οι συνθήκες. «Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι εάν οι συνθήκες και το κλίμα υπάρχουν, όπως συμβαίνει σε μερικούς πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη, η ζωή μπορεί να αναπτυχθεί. Από την άλλη πλευρά, μπορεί να αποδειχθεί ότι η Γη είναι ένας πολύτιμος μικρός πλανήτης με ζωή σ ‘αυτήν και υπάρχουν μόνο μερικές χιλιάδες όπως αυτόν στον Γαλαξία. Δεν γνωρίζουμε την απάντηση και σε αυτό προσπαθεί να απαντήσει ο κλάδος που μελετά την προέλευσης της ζωής.»

 

Το νερό είναι πολύ συνηθισμένο στο Σύμπαν – δεν μπορείς να το αποφύγεις!

Μέχρι σήμερα, η έρευνα στο Γαλαξία μας έχει δείξει ότι το νερό είναι πολύ συνηθισμένο στο Σύμπαν. Συνήθως, το νερό θεωρείται απαραίτητο στοιχείο για την ανάπτυξη ζωής. Είναι όμως όντως έτσι;

 

Ο Sasselov τόνισε ότι: «Η ζωή στη Γη λειτουργεί με το νερό ως διαλύτη. Τα μόρια απαιτούν νερό ως διαλύτη. Αλλά αυτό μπορεί να μην είναι το μοναδικό μονοπάτι. Μέχρι να γνωρίζουμε αν αυτό είναι το μοναδικό ή απλά μια από τις πολλές επιλογές, δεν μπορούμε να πούμε τίποτα με σιγουριά». Ουσιαστικά, ανιχνεύουμε νερό στο Γαλαξία μας τόσο συχνά, επειδή υπάρχει σε πολύ μεγάλες ποσότητες. Για παράδειγμα, νερό έχει εντοπιστεί σε καυτούς Δίες (hot Jupiters), γιγαντιαίους πλανήτες που βρίσκονται σε πολύ κοντινή τροχιά γύρω από τον αστέρα τους. Ωστόσο, αυτοί οι πλανήτες δεν μπορούν να κατοικηθούν επειδή η θερμοκρασία τους είναι εξαιρετικά υψηλή. Η  Tinetti πρόσθεσε ότι: «Η ζωή όπως τη γνωρίζουμε, απαιτεί υγρό νερό στην επιφάνεια. Εάν πρόκειται για μια πραγματική προϋπόθεση ή υπάρχουν άλλες μορφές ζωής που δεν συνδέονται απαραίτητα με το υγρό νερό, είναι μια ερώτηση που εξακολουθεί να μας απασχολεί και χρήζει έρευνας».

 

Με αποστολές όπως το TESS και το ARIEL, ευελπιστούμε ότι θα έρθουμε πιο κοντά σε απαντήσεις που αφορούν τα θεμελιώδη ερωτήματα της επιστήμης και της κοινωνίας: Πώς σχηματίζονται οι πλανήτες; Υπάρχουν άλλοι πλανήτες όπως η Γη; Θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή; Υπάρχει άλλος τύπος ζωής;

 

Οι απαντήσεις θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα όχι μόνο τη Γη και τη θέση μας στο Γαλαξία, αλλά και το Σύμπαν στο σύνολό του.