Οι αστρονόμοι έχουν βρει τον τέλειο εξωπλανήτη για να μελετήσουν την ατμόσφαιρα ενός άλλου κόσμου

Το TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) βρήκε έναν νέο πλανήτη και η ανακάλυψη αυτού του εξωπλανήτη υπο-Ποσειδώνα έχει ενθουσιάσει τους επιστήμονες για την ατμόσφαιρα. Ο συνδυασμός του μεγέθους του πλανήτη, της παχιάς ατμόσφαιρας και της τροχιάς του γύρω από ένα μικρό αστέρι κατηγορίας M κοντά στη Γη προσφέρει στους ερευνητές την ευκαιρία να μάθουν περισσότερα για την ατμόσφαιρα των εξωπλανητών. Μαθαίνουμε περισσότερα για τους εξωπλανήτες και μελετάμε την ατμόσφαιρά τους είναι το επόμενο βήμα για την κατανόησή τους στο σύνολό τους.

Όλες οι στρατηγικές ανίχνευσης εξωπλανήτη έχουν προκατάληψη παρατήρησης. Φαίνεται αδύνατο να αποφευχθεί. Ακόμα και το TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ίσως ο καλύτερος πλανήτης μας, έχει μια προκατάληψη παρατήρησης. Ο προκάτοχός του Κέπλερ ήταν προσανατολισμένος προς τους μεγαλύτερους πλανήτες και το TESS δεν συμμερίζεται αυτή την προκατάληψη. Αλλά το TESS εξακολουθεί να έχει ένα είδος τυφλού σημείου λόγω του τρόπου λειτουργίας του.

Κανένα τηλεσκόπιο δεν μπορεί να κοιτάξει παντού ταυτόχρονα και το TESS δεν αποτελεί εξαίρεση. Παρατηρεί τον ουρανό κυρίως σε βήματα 28 ημερών. Έτσι, για ένα από αυτά τα κομμάτια, εστιάζει σε μια περιοχή για 28 ημέρες. Για να επιβεβαιωθεί ως εξωπλανήτης, ένα αντικείμενο πρέπει να περάσει μπροστά από το αστέρι του δύο φορές κατά τη διάρκεια αυτών των 28 ημερών. Το τελικό αποτέλεσμα όλων αυτών είναι ότι οι περισσότεροι από τους πλανήτες που βρέθηκαν από το TESS έχουν περιόδους τροχιάς μικρότερες από 14 ημέρες.

Οι περισσότερες παρατηρήσεις TESS γίνονται σε 28 ημέρες, όπως φαίνεται στην εικόνα. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL

Αλλά αυτός ο νέος πλανήτης, που ονομάζεται TOI-1231 b, έχει μια τροχιακή περίοδο 24 ημερών. Αυτό το καθιστά έναν εξαιρετικό στόχο για τη μελέτη της ατμόσφαιρας των εξωπλανητών, επειδή βρίσκεται πιο μπροστά από το αστέρι του και μπορεί να μελετηθεί ευκολότερα. Οι αναγνώστες του Universe Today γνωρίζουν ότι η μελέτη του φωτός στην αλληλεπίδρασή του με τα πράγματα είναι πώς αποκτούμε τις περισσότερες από τις γνώσεις μας για το διάστημα. Το ίδιο το TESS δεν θα μελετήσει τον πλανήτη. Άλλες αποστολές όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) θα το φροντίσουν παρατηρώντας το αστρικό φως καθώς περνά μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη.

READ  Το ρόβερ Perseverance κατευθύνεται προς το δέλτα του Άρη

“Αυτός ο νέος πλανήτης που ανακαλύψαμε είναι ακόμα παράξενος – αλλά είναι ένα βήμα πιο κοντά στο να μοιάζει με τους γειτονικούς μας πλανήτες.”

Jennifer Burt, επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου, NASA-JPL.

Δεδομένου ότι το TOI-1231b ξοδεύει τόσο πολύ χρόνο μπροστά από το αστέρι του σε σύγκριση με άλλους πλανήτες TESS, αποστολές όπως το JWST θα πάρουν μια πολύ καλύτερη εικόνα για αυτό.

Αλλά δεν είναι μόνο η τροχιακή περίοδος του πλανήτη που τον καθιστά ιδανικό στόχο. Το μέγεθός του σε σχέση με το αστέρι του βοηθά επίσης. Δεδομένου ότι το αστέρι είναι τόσο μικρό, ο πλανήτης μπλοκάρει περισσότερο από το φως του από ότι εάν ο πλανήτης και το αστέρι ήταν πιο παρόμοια με τη Γη και τον Ήλιο. “Κατά μία έννοια, αυτό δημιουργεί μια μεγαλύτερη σκιά στην επιφάνεια του αστεριού, καθιστώντας τους πλανήτες γύρω από τους νάνους Μ πιο εύκολα ανιχνεύσιμοι και πιο εύκολο να μελετηθούν”, ανέφερε το δελτίο τύπου.

Το άρθρο που περιγράφει την ανακάλυψη του TOI 1321-b έχει τίτλο “TOI-1231 b: Ένας εύκρατος πλανήτης μεγέθους Ποσειδώνα που διέρχεται μέσω του γειτονικού νάνου M3 NLTT 24399. Ο κύριος συγγραφέας είναι η Jennifer Burt, επιστήμονας της NASA JPL. Το άρθρο θα δημοσιευτεί στο The Astrophysical Journal αλλά είναι προς το παρόν διαθέσιμο στον ιστότοπο προ-Τύπου του arxiv.org.

«Δουλεύοντας με μια ομάδα εξαιρετικών αστρονόμων σε όλο τον κόσμο, καταφέραμε να συγκεντρώσουμε τα δεδομένα που απαιτούνται για να χαρακτηρίσουμε το αστέρι του ξενιστή και να μετρήσουμε τόσο την ακτίνα όσο και τη μάζα του πλανήτη», δελτίο τύπου. «Αυτές οι τιμές με τη σειρά τους επέτρεψαν να υπολογίσουμε τη μαζική πυκνότητα του πλανήτη και να κάνουμε υποθέσεις για τη σύνθεση του πλανήτη. Το TOI-1231 b είναι αρκετά παρόμοιο σε μέγεθος και πυκνότητα με τον Ποσειδώνα, οπότε πιστεύουμε ότι έχει εξίσου μεγάλη ατμόσφαιρα αερίου. “

Η ομάδα που βρήκε το TOI-1321b λέει ότι ο πλανήτης είναι παρόμοιος με τον Ποσειδώνα και πιθανότατα έχει παρόμοια αέρια ατμόσφαιρα.  Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL
Η ομάδα που βρήκε το TOI-1321b λέει ότι ο πλανήτης είναι παρόμοιος με τον Ποσειδώνα και πιθανότατα έχει παρόμοια αέρια ατμόσφαιρα. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL

Ο νέος πλανήτης έχει ακτίνα περίπου 3,65 φορές αυτή της Γης. Έχει μια τροχιακή περίοδο 24,26 ημερών και μάζα περίπου 15,5 μάζες γης. Το αστέρι που περιστρέφεται είναι ένα νάνο Μ αστέρι περίπου 90 έτη φωτός από τον αστερισμό Vela.

READ  «Τουλάχιστον 5 βολίδες» αναφέρθηκαν στις ΗΠΑ

Ο πλανήτης είναι πολύ πιο κοντά στο αστέρι του από ότι η Γη στον Ήλιο. Αλλά το 1321b είναι περίπου η ίδια θερμοκρασία επειδή το αστέρι του είναι πολύ πιο κρύο από τον Ήλιο. Αυτή η χαμηλότερη θερμοκρασία το καθιστά επίσης ένα επιθυμητό αντικείμενο για περαιτέρω μελέτη με το JWST και άλλα τηλεσκόπια. Η θερμοκρασία ισορροπίας του είναι μόνο περίπου 330 Kelvin, καθιστώντας τον έναν από τους ψυχρότερους μικρούς πλανήτες που διατίθενται για ατμοσφαιρική μελέτη. Για σύγκριση, η μέση θερμοκρασία της Γης είναι περίπου 288 Kelvin και ένας εξαιρετικά καυτός Δίας μπορεί να έχει θερμοκρασία ημέρας έως 2700 K, θερμότερη από πολλά αστέρια.

“Το TOI-1231b είναι ένας από τους μοναδικούς άλλους πλανήτες που γνωρίζουμε σε παρόμοιο μέγεθος και εύρος θερμοκρασίας, οπότε μελλοντικές παρατηρήσεις αυτού του νέου πλανήτη θα μας επιτρέψουν να προσδιορίσουμε πόσο κοινό (ή σπάνιο) είναι τα σύννεφα του νερού που σχηματίζονται γύρω από αυτούς εύκρατους κόσμους », είπε ο Burt.

Αυτή η εικόνα της μελέτης δείχνει τις μετρικές τιμές φασματοσκοπίας μετάδοσης (TSM) για μερικούς μικρούς εξωπλανήτες με θερμοκρασία κάτω των 1000 Kelvin.  Οι τέσσερις πλανήτες γεμάτοι με μαύρους κύκλους και ετικέτες αποτέλεσαν αντικείμενο μελέτης παρακολούθησης με το Hubble.  Το TOI-1231b είναι το επόμενο και δίνει στους επιστήμονες μια άλλη ευκαιρία να μελετήσουν την ατμόσφαιρα μικρότερων, πιο δροσερών πλανητών.  Πιστωτική εικόνα: Burt et al 2021.
Αυτή η εικόνα της μελέτης δείχνει τις μετρικές τιμές φασματοσκοπίας μετάδοσης (TSM) για μερικούς μικρούς εξωπλανήτες με θερμοκρασία κάτω των 1000 Kelvin. Οι τέσσερις πλανήτες γεμάτοι με μαύρους κύκλους και ετικέτες αποτέλεσαν αντικείμενο μελέτης παρακολούθησης με το Hubble. Το TOI-1231b είναι το επόμενο και δίνει στους επιστήμονες μια άλλη ευκαιρία να μελετήσουν την ατμόσφαιρα μικρότερων, πιο δροσερών πλανητών. Ο οριζόντιος άξονας δείχνει το μέγεθος J των αστεριών σε τροχιά γύρω από τους πλανήτες. Πιστωτική εικόνα: Burt et al 2021.

Εκτός από την επιθυμία του ως στόχου, έχει υψηλή συστημική ακτινική ταχύτητα. Οι αστρονόμοι είναι ιδιαίτερα ενθουσιώδεις για αυτό επειδή μπορεί να επιτρέψει την παρατήρηση ατόμων υδρογόνου χαμηλής ταχύτητας που διαφεύγουν από την ατμόσφαιρα. Τα χαρακτηριστικά και η σχέση του TOI-1231 b με το αστέρι του είναι παρόμοια με αυτά ενός άλλου αστέρα που ονομάζεται GJ-436 και του πλανήτη του GJ-436 b. Το GJ-436 b είναι γνωστό για την ατμοσφαιρική διαφυγή του, οπότε οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ο εξωπλανήτης που ανακαλύφθηκε πρόσφατα θα βιώσει επίσης ατμοσφαιρική διαφυγή, αν και με πολύ χαμηλότερο ρυθμό από τον GJ-436 b. Το υδρογόνο είναι ο πιο πιθανός ένοχος για το ξέσπασμα, αλλά είναι δύσκολο να το δούμε λόγω της παρουσίας διαστρικού αερίου. Αλλά το TOI-1232 b απομακρύνεται πολύ γρήγορα από τη Γη, κάνοντας το υδρογόνο πιο ορατό.

Η Diana Dragomir είναι ένας από τους συν-συγγραφείς του άρθρου. Στο ίδιο δελτίο τύπου, είπε: «Η χαμηλή πυκνότητα του TOI-1231b δείχνει ότι περιβάλλεται από μια ουσιαστική ατμόσφαιρα και όχι από έναν βραχώδη πλανήτη. Αλλά η σύνθεση και η έκταση αυτής της ατμόσφαιρας είναι άγνωστα! είπε ο Ντράγκομιρ. «Το TOI-1231 b θα μπορούσε να έχει μεγάλη ατμόσφαιρα υδρογόνου ή υδρογόνου-ηλίου ή πυκνότερη ατμόσφαιρα υδρατμών. Καθένα από αυτά θα έδειχνε μια διαφορετική προέλευση, επιτρέποντας στους αστρονόμους να καταλάβουν εάν και πώς οι πλανήτες σχηματίζονται διαφορετικά γύρω από τους νάνους Μ σε σύγκριση με τους πλανήτες γύρω από τον Ήλιο μας, για παράδειγμα. Οι επόμενες HST παρατηρήσεις μας θα αρχίσουν να απαντούν σε αυτές τις ερωτήσεις και το JWST υπόσχεται μια ακόμη πιο προσεκτική εξέταση της ατμόσφαιρας του πλανήτη.

READ  Πώς να μετατρέψετε το άγχος σε σούπερ δύναμη: πέντε παιχνίδια μυαλού για να μην αισθάνεστε εξαντλημένοι

Θα περάσει λίγο καιρό πριν το JWST να εκπαιδεύσει τους αισθητήρες του στον εξωπλανήτη που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, παρόλο που το διαστημικό τηλεσκόπιο θα ξεκινήσει σύντομα (™). Αλλά το Χαμπλ είναι έτοιμο να φύγει. Στην πραγματικότητα, ένας από τους πολλούς συγγραφείς του άρθρου σχεδιάζει να παρατηρήσει το TOI-1231b αργότερα αυτό το μήνα.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb τον Ιούνιο του 2020. Μας είπαν ότι θα ξεκινήσει σύντομα.  Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb τον Ιούνιο του 2020. Μας είπαν ότι θα ξεκινήσει σύντομα. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL

Όλες αυτές οι ανακαλύψεις των εξωπλανητών μας δείχνουν τη μεγάλη ποικιλία που υπάρχει σε άλλα ηλιακά συστήματα. Υπάρχουν ορισμένοι περίεργοι πλανήτες, τουλάχιστον σε σύγκριση με τη Γη. Αλλά αυτό μοιάζει περισσότερο με τη Γη από οποιονδήποτε από τους καυτούς Δία που έχουμε βρει, και ενώ είναι ακόμα διαφορετικός, θα μπορούσε τουλάχιστον να μας διδάξει κάτι για το δικό μας ηλιακό σύστημα και τους πλανήτες που κατοικούν εκεί.

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα των τελευταίων δύο δεκαετιών της εξωπλανητικής επιστήμης είναι ότι, μέχρι στιγμής, κανένα από τα νέα πλανητικά συστήματα που έχουμε ανακαλύψει δεν μοιάζει με το δικό μας ηλιακό σύστημα », δήλωσε ο Burt. «Είναι γεμάτοι πλανήτες μεταξύ του μεγέθους της Γης και του Ποσειδώνα σε τροχιές πολύ μικρότερες από τον Ερμή, οπότε δεν έχουμε τοπικά παραδείγματα για να τα συγκρίνουμε. Αυτός ο νέος πλανήτης που ανακαλύψαμε είναι ακόμα παράξενος. – αλλά είναι λίγο πιο κοντά για να μοιάζουμε λίγο με τους γειτονικούς μας πλανήτες. Σε σύγκριση με τους περισσότερους πλανήτες διέλευσης που έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής, οι οποίοι συχνά έχουν θερμοκρασίες καψίματος αρκετών εκατοντάδων ή χιλιάδων βαθμών, το TOI-1231 b είναι θετικά παγωμένο.

Μετά:

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.