Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο πλανήτης έχει χάσει την αρχική του ατμόσφαιρα και δημιούργησε ένα νέο

Μεγέθυνση / Η απεικόνιση του καλλιτέχνη για έναν πλανήτη το μέγεθος της Γης και της ατμόσφαιρας.

Οι περισσότεροι από τους πλανήτες έχουν συχνά διαφορετική ατμόσφαιρα εκκίνησης από αυτήν που καταλήγουν. Το μεγαλύτερο μέρος του αερίου στο ηλιακό σύστημα θα είναι υδρογόνο και ήλιο. Αλλά μια ματιά στους βραχώδεις πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα αποκαλύπτει τρεις πολύ διαφορετικές ατμόσφαιρες (και μία πολύ αδύναμη), με το υδρογόνο και το ήλιο να είναι σχετικά δευτερεύοντα συστατικά. Καθώς κερδίζουμε την ικανότητα να βλέπουμε την ατμόσφαιρα των εξωπλανητών, θα πρέπει να αποκτήσουμε μια μεγαλύτερη προοπτική όλων των τρόπων με τους οποίους οι ατμόσφαιρες μπορούν να αλλάξουν καθώς γερνούν οι πλανήτες τους.

Αυτή την εβδομάδα, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανέφερε ότι βρήκε μια ατμόσφαιρα σε έναν πλανήτη όπου δεν αναμενόταν να υπάρχει. Οι αστρονόμοι προτείνουν ότι είναι στην πραγματικότητα η δεύτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη, η οποία προέκυψε από την ηφαιστειακή δραστηριότητα μετά το πρώτο σημείο βρασμού στις αρχές της ιστορίας του πλανήτη.

Καταγράψτε την ατμόσφαιρα

Σε γενικές γραμμές, προς το παρόν δεν έχουμε την τεχνολογία να φωτογραφίζουμε εξωπλανήτες, εκτός εάν είναι πολύ μεγάλοι, πολύ μικροί και πολύ μακριά από το αστέρι που βρίσκεται σε τροχιά. Ωστόσο, μπορούμε ακόμα να αναγνωρίσουμε τι είναι στην ατμόσφαιρά τους. Για να το κάνουμε αυτό, πρέπει να παρατηρήσουμε έναν πλανήτη που περνά μέσα από την οπτική γωνία μεταξύ της Γης και του αστεριού της. Κατά τη διάρκεια της διέλευσης, ένα μικρό ποσοστό του φωτός του αστεριού ταξιδεύει μέσω της ατμόσφαιρας του πλανήτη στο δρόμο του προς τη Γη, αλληλεπιδρώντας με τα σωματίδια εκεί.

Αυτά τα σωματίδια αφήνουν ένα αποτύπωμα στο φάσμα του φωτός που φτάνει στη Γη. Είναι μια πολύ αχνή υπογραφή, επειδή το μεγαλύτερο μέρος του φωτός του αστεριού δεν βλέπει ποτέ την ατμόσφαιρα. Όμως, συνδυάζοντας δεδομένα από μια σειρά ημερών παρατήρησης, είναι δυνατό να γίνει αυτό το σήμα ξεχωριστό από το θόρυβο.

READ  Φυσικό πληκτρολόγιο από γραφένιο

Αυτό έκαναν οι επιστήμονες με τον GJ 1132 b, έναν εξωπλανήτη σε τροχιά γύρω από ένα μικρό αστέρι 40 έτη φωτός από τη Γη. Ο πλανήτης έχει περίπου το μέγεθος της Γης και περίπου 1,5 φορές τη μάζα του. Περιστρέφεται επίσης πολύ κοντά στο αστέρι του κεντρικού υπολογιστή, ολοκληρώνοντας μια πλήρη τροχιά σε μόλις 1,6 ημέρες. Αυτό είναι αρκετά κοντά για να διασφαλίσει ότι παρά το σκοτεινό μικρό αστέρι, το GJ 1132 b είναι εξαιρετικά ζεστό.

Στην πραγματικότητα, είναι πολύ κοντά και ζεστό, στην πραγματικότητα, οι ερευνητές έχουν εκτιμήσει ότι χάνει περίπου 10.000 κιλά ατμόσφαιρα κάθε δευτερόλεπτο. Επειδή το αστέρι του ξενιστή αναμενόταν να είναι πολύ πιο φωτεινό στις αρχές της ιστορίας του, οι ερευνητές εκτιμούν ότι το GJ 1132 b θα είχε χάσει μια λογική ατμόσφαιρα μέσα στα πρώτα 100 εκατομμύρια χρόνια από την ύπαρξή του. Στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια της ζωής του πλανήτη, οι ερευνητές εκτιμούν ότι μπορεί να έχει χάσει μια ατμόσφαιρα που ζυγίζει περίπου πέντε φορές την τρέχουσα μάζα του πλανήτη – το είδος του αντικειμένου που θα δείτε αν ο υπόλοιπος πλανήτης ήταν ο πυρήνας ενός νεαρού Ποσειδώνα. .

(Υπάρχουν κάποιες αμφιβολίες για αυτούς τους αριθμούς, με βάση το πόσο συχνά το αστέρι του στέλνει σωματίδια υψηλής ενέργειας και πόσο ισχυρό είναι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη. Αλλά δεν είναι αρκετά μεγάλα για να διατηρήσουν την ατμόσφαιρα στη θέση τους για τα 5 δισεκατομμύρια χρόνια ολόκληρου του πλανήτη. ημερομηνία.)

Έτσι, οι ερευνητές μπορεί να εκπλαγούν όταν διαπιστώνουν ότι βάσει δεδομένων από το Χαμπλ, ο πλανήτης φαίνεται να έχει ατμόσφαιρα.

READ  Οι καρχαρίες χρησιμοποιούν τα μαγνητικά πεδία της Γης για να μετακινηθούν

Πώς έφτασε εδώ;

Μια πιθανή εξήγηση για αυτό είναι ότι ο πλανήτης σχηματίστηκε σε μικρότερη απόσταση από το αστέρι και μετά μετανάστευσε στην ενδοχώρα. Αλλά αυτό σημαίνει ότι ανακαλύψαμε το GJ 1132 b σε ένα σχετικά στενό χρονικό διάστημα: μεταξύ του να φτάσουμε αρκετά κοντά στο αστέρι για να χάσουμε την ατμόσφαιρά του, αλλά πριν από όλη αυτή η ατμόσφαιρα να θερμανθεί στο διάστημα. Καλύτερα αν ο πλανήτης σχηματίστηκε κοντά στο σημείο που ήταν και δημιούργησε μια δεύτερη ατμόσφαιρα μετά το πρώτο χάθηκε.

Ευτυχώς, τα δεδομένα που παρείχε ο Χαμπλ μπόρεσαν να δώσουν κάποια ένδειξη για το τι υπάρχει στην ατμόσφαιρα. Η υπογραφή που αφήνουν τα σωματίδια στην ατμόσφαιρα στο φως του αστεριού παρέχει κάποιες ενδείξεις για το πώς μπορεί να είναι. Αυτές οι σημασιολογικές είναι περίπλοκες – καθώς υπάρχουν πολλά μόρια που έχουν σήματα που αλληλεπικαλύπτονται μερικώς σε ορισμένες περιοχές του φάσματος αλλά όχι σε άλλες – και προσθέτουν στην πολυπλοκότητα. Αλλά είναι δυνατό να κοιτάξουμε το σήμα από την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη και να προσδιορίσουμε ποιες ομάδες μορίων είναι συμβατές με αυτό το σήμα.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι είναι πιθανό να υπάρχουν μερικά αερολύματα στην ατμόσφαιρα. Και η σύνθεσή του δεν θα ήταν πραγματικά εκπληκτική σε έναν άλλο πλανήτη: κυρίως μεθάνιο, αιθάνιο, υδρογόνο και υδροκυάνιο. Αλλά θυμηθείτε, ολόκληρος ο λόγος που αυτή η ατμόσφαιρα είναι τόσο ενδιαφέρουσα είναι ότι ο πλανήτης πρέπει να έχει χάσει την ατμόσφαιρα νωρίς στην ιστορία του – και όλο το υδρογόνο έπρεπε να είχε εξαφανιστεί μαζί του.

Μάγμα

Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα προτείνει μια πιθανή λύση σε αυτό το δίλημμα. Νωρίς στην ιστορία του πλανήτη, πρέπει να είχε μια ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο και μια επιφάνεια που ήταν ένας ωκεανός μάγματος. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι μια μεγάλη ποσότητα υδρογόνου μπορεί να καταλήξει να αποθηκευτεί στο μάγμα και καθώς ο πλανήτης κρυώνει, βρίσκεται παγιδευμένος κάτω από τον φλοιό.

READ  Συνολική σεληνιακή έκλειψη που είναι ορατή στους ουρανούς από τις Φιλιππίνες απόψε - Φιλιππινέζικος καναδικός ερευνητής

Αλλά μάλλον δεν παγιδεύτηκε για πάντα. Οι αστρονόμοι προτείνουν ότι ο πλανήτης πρέπει να είναι ζεστός εν μέρει λόγω των μεγάλων ποσοτήτων ακτινοβολίας που συλλαμβάνει από το πολύ κοντά του αστέρι, αλλά και λόγω των παλιρροιακών δυνάμεων που ασκεί η βαρύτητα του αστεριού στον φλοιό του. Αυτό θα πρέπει να είναι αρκετό για να διατηρήσει το φλοιό λεπτό και ελαστικό, επιτρέποντας ηφαίστεια μεγάλης κλίμακας. Επομένως, προτείνουν ότι η παρούσα ατμόσφαιρα μπορεί να σχηματιστεί και να αναγεννηθεί με ηφαιστειακή δραστηριότητα, με πλούσια σε υδρογόνο μάγμα που έχουν τη χαρακτηριστική τους σύνθεση.

Προφανώς, αυτό δεν θα ήταν το πιο απλό πράγμα για επιβεβαίωση, αν και η άφιξη του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb θα ανοίξει νέες περιοχές του φάσματος για να παρέχει μια ανεξάρτητη εξέταση της εκτιμώμενης σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αλλά το καλύτερο τεστ θα ήταν απλώς να βρούμε ότι αυτός ο τύπος δευτερεύουσας ατμόσφαιρας εμφανίζεται σε άλλους εξωπλανήτες. Δεδομένου του ενδιαφέροντος για φωτογράφηση της ατμόσφαιρας τους, ίσως να μην περιμένουμε πολύ να περιμένουμε.

Αρχείο ArXiv. Περίληψη αριθμός: 2103.05657 (Σχετικά με το arXiv). Για δημοσίευση στο Astronomical Journal.

Αφήστε μια απάντηση

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