Οι αστρονόμοι έχουν βρει έναν ιδανικό εξωπλανήτη για να μελετήσουν την ατμόσφαιρα ενός άλλου κόσμου

Το TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ανακάλυψε έναν νέο πλανήτη και η ανακάλυψη αυτού του εξωπλανήτη υπο-Ποσειδώνα προκάλεσε το ενδιαφέρον των επιστημόνων για την ατμόσφαιρά του. Ο συνδυασμός του μεγέθους του πλανήτη, της πυκνής ατμόσφαιρας και της τροχιάς γύρω από ένα μικρό αστέρι κατηγορίας M κοντά στη Γη παρέχει στους ερευνητές την ευκαιρία να μάθουν περισσότερα για τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών. Είμαστε όλο και καλύτεροι στην εξεύρεση εξωπλανητών και η μελέτη της ατμόσφαιρας τους είναι το επόμενο βήμα για την κατανόησή τους στο σύνολό τους.

Όλες οι στρατηγικές μας για την ανακάλυψη εξωπλανητών έχουν παρατηρητική προκατάληψη. Φαίνεται αδύνατο να αποφευχθεί. Ακόμα και το TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ίσως ο πιο εξειδικευμένος πλανήτης μας, έχει παρατηρητική προκατάληψη. Ο προκάτοχός του Κέπλερ είχε προκατάληψη προς τους μεγαλύτερους πλανήτες και η 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. Ο ουρανός παρατηρείται κυρίως σε τμήματα των 28 ημερών. Έτσι, για ένα από αυτά τα μέρη, εστιάζει σε έναν τομέα για 28 ημέρες. Για να επιβεβαιωθεί ως εξωπλανήτης, το αντικείμενο πρέπει να περάσει μπροστά από το αστέρι του δύο φορές σε αυτές τις 28 ημέρες. Η ουσία 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 πραγματοποιούνται σε τμήμα 28 ημερών, όπως δείχνει η εικόνα. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL

Αλλά αυτός ο νέος πλανήτης, που ονομάζεται TOI-1231 b, έχει τροχιακή περίοδο 24 ημερών. Αυτό το καθιστά μεγάλο στόχο για τη μελέτη της ατμόσφαιρας των εξωπλανητών επειδή βρίσκονται μπροστά στο αστέρι τους για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και μπορούν να μελετηθούν πιο εύκολα. Οι αναγνώστες του Σύμπαντος Σήμερα γνωρίζουν ότι η μελέτη του φωτός καθώς αλληλεπιδρά με αντικείμενα είναι ο τρόπος με τον οποίο κερδίζουμε τις περισσότερες 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 παρακολουθώντας το αστρικό φως καθώς περνά μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη.

READ  Οι επαρχίες σχεδιάζουν να ανοίξουν την επιλεξιμότητα εμβολίου καθώς πλησιάζουν οι αποστολές - βίντεο

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

Jennifer Burt, επικεφαλής συγγραφέας, NASA-JPL.

Δεδομένου ότι το TOI-1231 b ξοδεύει τόσο πολύ χρόνο μπροστά από το αστέρι του σε σχέση με τους άλλους πλανήτες TESS, αποστολές όπως το JWST θα το δουν καλύτερα.

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. Επειδή 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 ευκολότερη και πιο προσιτή την ανίχνευση πλανητών γύρω από νάνους Μ”, λέει το δελτίο τύπου.

Το έγγραφο που περιγράφει την ανακάλυψη του TOI 1321-b με τίτλο TOI-1231 b: ένας εύκρατος πλανήτης μεγέθους Ποσειδώνα που διέρχεται από τον κοντινό M3 Dwarf NLTT 24399. Ο κύριος συγγραφέας είναι η Jennifer Burt, επιστήμονας της NASA στο Jet Propulsion Laboratory. Η εργασία θα δημοσιευτεί στο The Astrophysical Journal, αλλά τώρα εμφανίζεται στον ιστότοπο προτύπων arxiv.org.

“Συνεργαζόμενοι με μια ομάδα διακεκριμένων αστρονόμων σε όλο τον κόσμο, καταφέραμε να συλλέξουμε τα απαραίτητα δεδομένα για να χαρακτηρίσουμε το αστέρι του ξενιστή και να μετρήσουμε την ακτίνα και τη μάζα του πλανήτη”, δήλωσε ο Burt. δελτίο τύπου. «Αυτές οι τιμές μας επέτρεψαν να υπολογίσουμε τη μαζική πυκνότητα του πλανήτη και να υποθέσουμε από τι είναι φτιαγμένος ο πλανήτης. Το TOI-1231 b είναι πολύ παρόμοιο σε μέγεθος και πυκνότητα με τον Ποσειδώνα, οπότε πιστεύουμε ότι έχει παρόμοια μεγάλη αέρια ατμόσφαιρα “

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

Η διάμετρος του νέου πλανήτη είναι περίπου 3,65 φορές τη διάμετρο της Γης. Έχει μια τροχιακή περίοδο 24,26 ημερών και μάζα περίπου 15,5 μάζες της Γης. Το αστέρι που περιστρέφεται είναι ένα αστέρι νάνος Μ περίπου 90 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Vela.

READ  Τι βρίσκει το όχημα επιμονής της NASA μέχρι στιγμής

Ο πλανήτης είναι πιο κοντά στο αστέρι του από ότι η Γη στον ήλιο. Αλλά το 1321 b έχει περίπου την 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 είναι περίπου 330 Κ, καθιστώντας τον έναν από τους πιο δροσερούς μικρούς πλανήτες που διατίθενται για τη μελέτη της ατμόσφαιρας. Συγκριτικά, η μέση θερμοκρασία της Γης είναι περίπου 288 K και ο εξαιρετικά καυτός Δίας μπορεί να φτάσει τα 2.700 K, πιο ζεστός από πολλά αστέρια.

“Το TOI-1231 b είναι ένας από τους μοναδικούς άλλους πλανήτες που γνωρίζουμε στο ίδιο μέγεθος και εύρος θερμοκρασίας, οπότε μελλοντικές παρατηρήσεις αυτού του νέου πλανήτη θα μας επιτρέψουν να προσδιορίσουμε πόσο κοινά (ή σπάνια) σύννεφα νερού σχηματίζονται γύρω από αυτούς τους πλανήτες,” Burt είπε.

Αυτή η εικόνα από τη μελέτη δείχνει τιμές TSM για μερικούς μικρούς εξωπλανήτες με θερμοκρασίες κάτω από 1.000 Κ.  Οι τέσσερις πλανήτες, γεμάτοι κύκλους και μαύρα σημάδια, υποβλήθηκαν σε μελέτη παρακολούθησης με το Χαμπλ.  Το TOI-1231 b είναι το επόμενο, και δίνει στους επιστήμονες μια άλλη ευκαιρία να μελετήσουν τις ατμόσφαιρες ψυχρότερων μικρών πλανητών.  Πιστωτική εικόνα: Burt et al 2021.
Αυτή η εικόνα από τη μελέτη δείχνει τιμές TSM για μερικούς μικρούς εξωπλανήτες με θερμοκρασίες κάτω από 1.000 Κ. Οι τέσσερις πλανήτες, γεμάτοι κύκλους και μαύρα σημάδια, υποβλήθηκαν σε μελέτη παρακολούθησης με το Χαμπλ. Το TOI-1231 b είναι το επόμενο, και δίνει στους επιστήμονες μια άλλη ευκαιρία να μελετήσουν τις ατμόσφαιρες ψυχρότερων μικρών πλανητών. Ο οριζόντιος άξονας δείχνει το μέγεθος J των αστεριών που περιστρέφονται οι πλανήτες. Πιστωτική εικόνα: Burt et al 2021.

Εκτός από την επιθυμία του ως στόχου, έχει υψηλή συστημική ακτινική ταχύτητα. Οι αστρονόμοι είναι ιδιαίτερα ενθουσιασμένοι με αυτό, διότι θα μπορούσε να επιτρέψει στην παρατήρηση της ατμόσφαιρας παρατηρήσεις ατόμων υδρογόνου χαμηλής ταχύτητας. Οι ιδιότητες και η σχέση του TOI-1231 b με το αστέρι του είναι παρόμοιες με εκείνες ενός άλλου αστέρα που ονομάζεται GJ-436 και του πλανήτη GJ-436 b. Το GJ-436 b είναι διαβόητο για τη διαφυγή του από την ατμόσφαιρα, οπότε οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ο εξωπλανήτης που ανακαλύφθηκε πρόσφατα θα βιώσει επίσης ατμοσφαιρική διαφυγή, αν και με πολύ χαμηλότερο ρυθμό από το GJ-436 b. Το υδρογόνο είναι η πιο πιθανή αιτία διαφυγής, αλλά είναι δύσκολο να το δούμε λόγω της παρουσίας διαστρικού αερίου. Αλλά το TOI-1232 b απομακρύνεται πολύ γρήγορα από τη Γη, γεγονός που καθιστά το υδρογόνο πολύ πιο ορατό.

Η Diana Dragomir είναι ένας από τους συν-συγγραφείς της εφημερίδας. «Η χαμηλή πυκνότητα του TOI-1231 b υποδηλώνει ότι περιβάλλεται από μια μεγάλη ατμόσφαιρα και όχι από έναν βραχώδη πλανήτη. Αλλά η σύνθεση και η έκταση αυτής της ατμόσφαιρας είναι άγνωστη!» Είπε ο Dragomir στο ίδιο δελτίο τύπου. Το TOI-1231 b θα μπορούσε να έχει μεγάλη ατμόσφαιρα υδρογόνου ή υδρογόνου και ηλίου ή πυκνότερη ατμόσφαιρα υδρατμών. Καθένα από αυτά τα στοιχεία δείχνει διαφορετική προέλευση, επιτρέποντας στους αστρονόμους να κατανοήσουν εάν οι πλανήτες σχηματίζονται διαφορετικά γύρω από τους νάνους Μ σε σύγκριση με τους πλανήτες γύρω από μας ήλιος και πώς σχηματίζονται. Οι προσεχείς παρατηρήσεις HST θα αρχίσουν να απαντούν σε αυτές τις ερωτήσεις και το JWST υπόσχεται μια πιο ολοκληρωμένη ματιά στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. “

READ  Η επίδραση της συσσώρευσης νετρονίων στους πυρηνικούς αντιδραστήρες αποδείχθηκε για πρώτη φορά

Θα περάσει κάποιος χρόνος έως ότου το JWST εκπαιδεύσει τους αισθητήρες του σε έναν εξωπλανήτη που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, αν και το διαστημικό τηλεσκόπιο θα ξεκινήσει σύντομα (™). Αλλά το Χαμπλ είναι έτοιμο να φύγει. Στην πραγματικότητα, ένας από τους πολλούς συγγραφείς της εφημερίδας σχεδιάζει να παρακολουθεί το TOI-1231 b αργότερα αυτό το μήνα.

Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb τον Ιούνιο του 2020. Μας λένε ότι θα ξεκινήσει σύντομα.  Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL
Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb τον Ιούνιο του 2020. Μας λένε ότι θα ξεκινήσει σύντομα. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL

Όλες αυτές οι ανακαλύψεις εξωπλανήτη μάς δείχνουν τη μεγάλη ποικιλία που υπάρχει σε άλλα ηλιακά συστήματα. Υπάρχουν τουλάχιστον μερικοί εξωγήινοι πλανήτες σε σύγκριση με τη Γη. Αλλά αυτό μοιάζει περισσότερο με τη Γη από όλους τους καυτούς Δία που έχουμε βρει, και ενώ είναι ακόμα διαφορετικός, μπορεί τουλάχιστον να μας διδάξει κάτι για το ηλιακό μας σύστημα και τους πλανήτες εκεί έξω.

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα των τελευταίων δύο δεκαετιών της εξωπλανητικής επιστήμης, είπε ο Burt, είναι ότι μέχρι στιγμής κανένα από τα νέα πλανητικά συστήματα που ανακαλύψαμε δεν ήταν παρόμοιο με το δικό μας ηλιακό σύστημα. “Είναι γεμάτος πλανήτες μεταξύ του μεγέθους της Γης και του Ποσειδώνα σε πολύ μικρότερες τροχιές από τον Ερμή, οπότε δεν έχουμε τοπικά παραδείγματα για να το συγκρίνουμε. Αυτός ο νέος πλανήτης που ανακαλύψαμε εξακολουθεί να είναι περίεργος – αλλά είναι ένα βήμα πιο κοντά να μοιάζουμε κάπως με τους γειτονικούς μας πλανήτες. Σε σύγκριση με τους περισσότερους πλανήτες διέλευσης που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής, οι οποίοι συχνά έχουν ακραίες θερμοκρασίες αρκετών εκατοντάδων ή χιλιάδων βαθμών, το TOI-1231 b παγώνει θετικά. “

Περισσότερο:

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *