Συχνό αλλά λιγοστό το νερό στις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών που έχουν ανακαλυφθεί

Οι υδρατμοί είναι συχνοί στις ατμόσφαιρες πολλών εξωπλανητών, όμως σε ποσότητες πολύ χαμηλότερες του αναμενομένου. Αυτό είναι το βασικό συμπέρασμα της μεγαλύτερης μέχρι σήμερα ανάλυσης της χημικής σύστασης των ατμοσφαιρών των πλανητών πέρα από το ηλιακό σύστημα μας.

 

Η πιο εκτεταμένη έρευνα για τις χημικές συνθέσεις της ατμόσφαιρας των εξωπλανητών έχει αποκαλύψει στοιχεία που αποκλίνουν από τις τρέχουσες θεωρίες του σχηματισμού τους και έχει επιπτώσεις στην αναζήτηση νερού στο ηλιακό σύστημα αλλά και πέρα ​​από αυτό.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Nikku Madhusudhan του Ινστιτούτου Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ μελέτησαν ατμοσφαιρικά δεδομένα από διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια, που αφορούσαν 19 εξωπλανήτες διαφόρων διαστάσεων και θερμοκρασιών, από «μίνι-Ποσειδώνες» (με μάζες σχεδόν δεκαπλάσιες της Γης) μέχρι «υπερ-Δίες» (με μάζα τουλάχιστον 600 φορές μεγαλύτερη της Γης), καθώς επίσης με θερμοκρασίες από 20 έως πάνω από 2.000 βαθμούς Κελσίου.

 

Διαπιστώθηκε ότι, όπως στους γιγάντιους πλανήτες του δικού μας ηλιακού συστήματος, οι ατμόσφαιρες των εξωπλανητών είναι πλούσιες σε υδρογόνο.

 

Στο ηλιακό μας σύστημα, η ποσότητα άνθρακα σε σχέση με το υδρογόνο στις ατμόσφαιρες των γιγάντιων πλανητών (Δίας, Κρόνος κλπ) είναι σημαντικά υψηλότερη από εκείνη του ήλιου. Αυτή η «υπερ-ηλιακή» αφθονία πιστεύεται ότι είχε αρχίσει όταν σχηματίστηκαν οι πλανήτες και μεγάλες ποσότητες πάγου, πετρωμάτων και άλλων σωματιδίων εισήχθησαν στον πλανήτη σε μια διαδικασία που ονομάζεται συσσώρευση.

 

Οι αφθονίες άλλων στοιχείων έχουν προβλεφθεί ότι είναι παρόμοια υψηλές στις ατμόσφαιρες των τεράστιων εξωπλανήτων – ειδικά του οξυγόνου, το οποίο είναι το πιο άφθονο στοιχείο του σύμπαντος μετά το υδρογόνο και το ήλιο. Αυτό σημαίνει ότι το νερό, ένας κυρίαρχος φορέας οξυγόνου, αναμένεται επίσης να είναι υπερ-άφθονος σε τέτοιες ατμόσφαιρες.

 

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν εκτεταμένα φασματοσκοπικά δεδομένα από τηλεσκόπια με βάση το διάστημα και τα επίγεια τηλεσκόπια, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer, το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο στη Χιλή και το Gran Telescopio Canarias στην Ισπανία. Το εύρος των διαθέσιμων παρατηρήσεων, μαζί με τα λεπτομερή υπολογιστικά μοντέλα, τις στατιστικές μεθόδους και τις ατομικές ιδιότητες του νατρίου και του καλίου, επέτρεψαν στους ερευνητές να αποκτήσουν εκτιμήσεις για τις χημικές αφθονίες στις ατμόσφαιρες των εξωπλανήτων σε όλο το δείγμα.

 

Τα χημικά στοιχεία που εντοπίστηκαν

 

Άλλα χημικά στοιχεία, όπως το οξυγόνο (το τρίτο σε αφθονία στοιχείο στο σύμπαν μετά το υδρογόνο και το ήλιο) βρίσκονται επίσης σε αναμενόμενες ποσότητες στους εξωπλανήτες. Όμως το νερό, που περιέχει οξυγόνο, δεν φαίνεται να υπάρχει σε παρόμοια αναλογία, με βάση τις μικρές ποσότητες των υδρατμών που έχουν ανιχνευθεί έως τώρα.

 

Η νέα μελέτη βρήκε υδρατμούς στις ατμόσφαιρες των 14 από τους 19 εξωπλανήτες που εξέτασε. «Είναι όμως απίστευτο πόσο χαμηλές είναι οι συγκεντρώσεις νερού στις ατμόσφαιρες πολύ διαφορετικών εξωπλανητών. Δεδομένου ότι το νερό αποτελεί συστατικό-κλειδί για τη ζωή στη Γη, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε πόσο νερό μπορεί να βρεθεί στα πλανητικά συστήματα πέρα από το δικό μας», δήλωσε ο Madhusudhan.