Ανακαλύφθηκαν τρείς πιθανές Υπεργαίες να περιφέρονται γύρω από έναν κοντινό στη Γη Ήλιο παρόμοιο με τον δικό μας.

Από τότε που ξεκίνησε η αποστολή Κέπλερ της NAΣA το 2009, συνέχισε να πραγματοποιεί σημαντικές ανακαλύψεις εξωπλανήτων. Ακόμη και μετά την βλάβη δύο τροχών αντίδρασης, (reaction wheels) το διαστημικό τηλεσκόπιο παράτεινε τη …ζωή του με τη μορφή της αποστολής K2. Συνολικά το διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ ανίχνευσε 5.017 υποψηφίους εξωηλιακούς πλανήτες και επιβεβαίωσε την ύπαρξη άλλων 2.444  χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της Πλανητικής Διάβασης κατά τα τελευταία οκτώ χρόνια της λειτουργίας του.

Καλλιτεχνική απεικόνιση μίας Υπεργαίας* , η οποία περιστρέφεται γύρω από ένα αστέρι παρόμοιο με τον Ήλιο μας. Εικόνα: ESO / M. Kornmesser

Η πιο πρόσφατη ανακάλυψη έγινε από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων γύρω από το άστρο Gliese 9827 (GJ 9827), ένα αργό** νάνο αστέρα της Κύριας ακολουθίας φασματικού τύπου K που βρίσκεται περίπου 100 έτη φωτός από τη Γη. Χρησιμοποιώντας δεδομένα που παρείχε η αποστολή K2, ανίχνευσαν την παρουσία τριών Υπεργαιών (Super-Earths). Αυτό το αστρικό σύστημα είναι το πιο κοντινό αστέρι που φιλοξενεί εξωπλανήτη που ανακάλυψε η αποστολή K2 μέχρι σήμερα, γεγονός που καθιστά τους πλανήτες αυτούς κατάλληλους για περαιτέρω μελέτες, συνοδευόμενες από συνεχή παρατήρηση.

Η σχετική μελέτη που περιγράφει τα ευρήματα των επιστημόνων, με τίτλο*** "Σύστημα Τριών Υπεργαιών που Διαβαίνουν τον αργό νάνο αστέρα τύπου K  GL 9827 στα τριάντα παρσέκς", δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο. Με επικεφαλής τον Δρ. Jospeh E. Rodriguez από το Κέντρο Αστροφυσικής του Harvard-Smithsonian (CfA), η ομάδα περιλαμβάνει ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Όστιν, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) και το Ίδρυμα Εξωπλανητικής Επιστήμης της NAΣA [(NASA Exoplanet Science Institute (NExSci)] στο Καλτέκ το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια στις ΗΠΑ. 

 

Η μέθοδος της Πλανητικής Διάβασης, η οποία παραμένει ένα από τα πιο αξιόπιστα μέσα για την ανίχνευση εξωπλανήτων, συνίσταται στην παρακολούθηση των αστεριών για περιοδικές ¨βυθίσεις¨ στη φωτεινότητά τους . Αυτές οι βυθίσεις αντιστοιχούν σε πλανήτες που περνούν (διέρχονται, διαβαίνουν) μπροστά από το αστέρι προκαλώντας μια μετρήσιμη πτώση στο φως που προέρχεται από αυτό. Αυτή η μέθοδος προσφέρει επίσης μοναδικές ευκαιρίες για να εξεταστεί το φως που διέρχεται από την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη. Όπως δήλωσε ο Dr. Rodriguez με χθεσινή επιστολή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου που έστειλε στον ιστότοπο ¨Universe Today¨ :

"Η επιτυχία του ΔΤ Κέπλερ σε συνδυασμό με τις επίγειες έρευνες ακτινικής ταχύτητας και πλανητικών διαβάσεων, οδήγησε στην ανακάλυψη πάνω από 4000 πλανητικών συστημάτων. Δεδομένου ότι τώρα γνωρίζουμε ότι οι πλανήτες αυτοί φαίνεται να είναι αρκετά συνηθισμένοι, ο τομέας έρευνας έχει μετατοπίσει την προσοχή του έτσι ώστε να κατανοήσουμε τις αρχιτεκτονικές, εσωτερικές δομές και τις ατμόσφαιρές τους. Αυτές οι βασικές ιδιότητες των πλανητικών συστημάτων μας βοηθούν να κατανοήσουμε μερικά βασικά ερωτήματα: πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι πλανήτες; Τι είναι οι βραχώδεις πλανήτες που περιφέρονται γύρω από άλλα αστέρια; είναι παρόμοιοι με τη Γη σε σύνθεση και ατμόσφαιρα; "

Οι ερωτήσεις αυτές ήταν βασικές για τη μελέτη της ομάδας, η οποία στηρίχθηκε στα δεδομένα που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της ¨Καμπάνιας 12¨ της αποστολής K2 - από το Δεκέμβριο του 2016 έως το Μάρτιο του 2017. Μετά από επεξεργασία των διαθέσιμων δεδομένων, η ομάδα επεσήμανε την παρουσία τριών Υπεργαιών σε μια διαμόρφωση συμπαγούς τροχιάς. Αυτό το σύστημα, όπως σημειώνουν στη μελέτη τους, ανακαλύφθηκε ανεξάρτητα και ταυτόχρονα από μια άλλη ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Wesleyan.

Αυτά τα τρία πλανητικά αντικείμενα, που ορίζονται ως GJ 9827 β, γ και δ, βρίσκονται αντίστοιχα σε απόσταση περίπου 0,02, 0,04 και 0,06 Αστρονομικών Μονάδων (AU) από το μητρικό τους άστρο . Λόγω των μεγεθών και των ακτίνων τους, οι πλανήτες αυτοί ταξινομούνται ως ¨Υπεργαίες¨ (Super-Earths) και έχουν ακτίνες 1,6, 1,2 και 2,1 φορές την ακτίνα της Γης. Βρίσκονται επίσης πολύ κοντά στο μητρικό τους άστρο, ολοκληρώνοντας τις τροχιές μέσα σε… 6,2 ημέρες !

Η καμπύλη φωτός που σημειώθηκε κατά τη διάρκεια της ¨Καμπάνιας 12¨ της αποστολής K2 για το σύστημα GJ 9827. Εικόνα: Rodriguez et al., 2017

Συγκεκριμένα, η ακτίνα του πλανήτη GJ 9827 β είναι όσο 1,64 της γήινης ακτίνας, έχει μάζα μέχρι 4,25 μάζες της Γης, περίοδο τροχιάς 1,2 ημέρες και θερμοκρασία 1,119 K (846 ° C, 1555 ° F). Εν τω μεταξύ, η ακτίνα του πλανήτη GJ 9827 γ είναι όσο 1,29 της γήινης ακτίνας, έχει μάζα 2,62 μάζες της Γης, τροχιακή περίοδο 3,6 ημερών και θερμοκρασία 774 K (500 ° C, 934 ° F). Τέλος, ο GJ 9827 δ έχει ακτίνα όσο 2.08 της Γης, έχει μάζα 5.3 την μάζα του πλανήτη μας , περίοδο 6.2 ημερών και θερμοκρασία 648 K (375 ° C, 707 ° F).

Εν ολίγοις, και οι τρεις πλανήτες είναι πολύ καυτοί, με θερμοκρασίες που είναι παρόμοιες με εκείνες των πλανητών Αφροδίτης και Ερμή ή (στην περίπτωση του GJ 9827 β) είναι ακόμα θερμότερες! Είναι ενδιαφέρον ότι αυτές οι ακτίνες και οι εκτιμήσεις της μάζας τους  τοποθετούν αυτούς τους πλανήτες μέσα στα όρια μετάβασης μεταξύ επίγειων (δηλαδή βραχώδεις) πλανητών και αέριων γιγάντων. Στην πραγματικότητα, η ομάδα διαπίστωσε ότι ο GJ 9827 β και γ εμπίπτουν ή πλησιάζουν το γνωστό ¨κενό¨ που υπάρχει στην κατανομή ακτινών για πλανήτες που βρίσκονται μεταξύ αυτών των δύο κατηγοριών.

Με άλλα λόγια, αυτοί οι πλανήτες θα μπορούσαν να είναι βραχώδεις ή αέριοι, και η ομάδα δεν θα μάθει κάτι τέτοιο με βεβαιότητα, μέχρι να μπορέσει να θέσει ακριβέστερους περιορισμούς για τις μάζες τους. Επιπλέον, κανένας από αυτούς τους πλανήτες δεν είναι πιθανόν να υποστηρίξει ζωή, σίγουρα όχι όπως την ξέρουμε! Αν λοιπόν ελπίζατε ότι αυτό το τελευταίο εύρημα θα παράγει ένα ανάλογο της Γης, ή δυνητικά εναν κατοικήσιμο πλανήτη, δυστυχώς κάνετε λάθος.

Παρόλα αυτά, το γεγονός είναι ότι για αυτούς τους πλανήτες, όσο αναφορά την μάζα και την ακτίνα τους, το όριο μεταξύ των επίγειων και αέριων πλανητών δεν είναι ξεκαθαρισμένο - σύν το γεγονός ότι το σύστημα αυτό είναι το πλησιέστερο πλανητικό σύστημα που ταυτοποιείται από την αποστολή Κ2 - καθιστά το σύστημα αυτό έναν πολύ καλό παράγοντα για μελέτες σχεδιασμένες με τέτοιο τρόπο ώστε να διερευνήσουν την εσωτερική δομή και την ατμόσφαιρα των εξωπλανητών.

Καλλιτεχνική απεικόνιση μιας Υπεργαίας που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι παρόμοιο με τον Ήλιο. Εικόνα: Gabriel Pérez / SMM (IAC)

Ο λόγος για αυτό έχει πολλά να κάνει με τη φωτεινότητα του μητρικού άστρου. Εκτός του ότι είναι σχετικά κοντά στον Ήλιο μας (περίπου 100 έτη φωτός), αυτό το αστέρι φασματικού τύπου Κ είναι πολύ φωτεινό και σχετικά μικρό - περίπου το 60% του μεγέθους του Ήλιου μας. Ως αποτέλεσμα αυτού, κάθε πλανήτης που διέρχεται μπροστά του θα μπορούσε να εμποδίσει περισσότερο φως από οτι αν το αστέρι ήταν μεγαλύτερο. Αλλά όπως σημειώνεται, υπάρχει και η περίεργη φύση των ίδιων των πλανητών. Όπως δήλωσε ο Δρ. Rodriguez:

"Πρόσφατα, ανακαλύψαμε πλανήτες που περιφέρονται γύρω από άλλα αστέρια τα οποία δεν έχουν ανάλογο τύπο με έναν πλανήτη στο δικό μας σύστημα. Οι πλανήτες αυτοί είναι γνωστοί ως "Υπεργαίες" και έχουν ακτίνες 1-3 φορές την ακτίνα της Γης. Επιπρόσθετα, η πολυπλοκότητα αυτών των πλανητών, είναι η σαφής διχοτόμηση που υπάρχει στη σύνθεσή τους μέσα σε αυτό το εύρος ακτίνας. Οι μεγαλύτερες Υπεργαίες (με ακτίνα 1,6 μεγαλύτερη από την ακτίνα της Γης) φαίνεται να είναι λιγότερο πυκνές, έχοντας ατμόσφαιρα από διογκωμένο Υδρογόνο και Ήλιο. Ωστόσο, οι μικρότερες Υπεργαίες είναι πιο πυκνές, με παρόμοια σύνθεση όπως της Γης (βραχώδη σύσταση).

"Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το σύστημα GJ 9827 φιλοξενεί τρεις Υπεργαίες. Είναι ενδιαφέρον ότι ο πλανήτης γ έχει ακτίνα που συνάδει ότι πρόκειται για βραχώδη, ο πλανήτης δ είναι ένας διογκωμένος ως προς την ατμόσφαιρά του πλανήτης, ενώ  ο  β έχει μια ακτίνα που συμφωνεί σε αυτό που πιστεύουμε ότι είναι το όριο μετάβασης μεταξύ βραχώδους και αέριου πλανήτη. Ως εκ τούτου, μελετώντας τις ατμόσφαιρες των Υπεργαιών, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τη μετάβαση από πυκνούς βραχώδεις πλανήτες σε πιο ¨αραιούς¨ πλανήτες με πολύ πυκνή ατμόσφαιρα (όπως ο πλανήτηςΠοσειδώνας). "

Καλλιτεχνική απεικόνιση μιας Υπεργαίας που διαγράφει κοντινές τροχιές γύρω από το μητρικό της άστρο. Εικόνα: ESA / NASA

Κοιτάζοντας μπροστά, η ομάδα ελπίζει να διεξαγάγει περαιτέρω μελέτες για να προσδιορίσει με ακρίβεια τις μάζες αυτών των πλανητών. Από αυτό το σημείο και μετά, θα είναι σε θέση να θέσει καλύτερους περιορισμούς σχετικά με τις συνθέσεις τους, έτσι ώστε να είναι σε θέση να καθορίσει εάν είναι πράγματι Υπεργαίες, μικροί αέριοι πλανήτες, ή κάτι ανάμεσα στους δύο τύπους. Πέρα από αυτό, θα διεξάγουν λεπτομερέστερες μελέτες αυτού του συστήματος με όργανα νέας γενιάς όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέημς Γουέμπ [James Webb (JWST)], το οποίο είναι προγραμματισμένο να εκτοξευτεί το 2018.

"Με ενδιαφέρει πραγματικά η μελέτη της ατμόσφαιρας του πλανήτη GJ 9827 β, είτε είναι βραχώδης είτε αέριος", δήλωσε ο Δρ. Rodriguez. "Αυτός ο πλανήτης έχει ακτίνα στο όριο μετάβασης από βραχώδη σε αέριο, αλλά βρίσκεται πολύ κοντά στο μητρικό του άστρο. Επομένως, μελετώντας τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιράς του, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τον αντίκτυπο στην εξέλιξη της ατμόσφαιράς που έχει αυτή η εγγύτητα στο μητρικό του άστρο.  Για να γίνει αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε το ΔΤ Τζέημς Γουέμπ JWST για να λάβουμε φασματοσκοπικές παρατηρήσεις κατά τη διέλευση του GJ 9827β γνωστές ως ΅: "Φασματοσκοπικές Μεταδόσεις¨ (Transmission Spectroscopy ). Από αυτές τις παρατηρήσεις θα συγκεντρώσουμε πληροφορίες για τη χημική σύνθεση και την έκταση της ατμόσφαιρας του πλανήτη. "

Τώρα που έχουμε χιλιάδες ανακαλύψεις εξωηλιακών πλανητών στο ενεργητικό μας, είναι φυσικό ότι η έρευνα θα μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση της καλύτερης κατανόησης της σύστασης των πλανητών αυτών. Τα επόμενα χρόνια και δεκαετίες, είναι πιθανό να μάθουμε πάρα πολλά σχετικά με τις αντίστοιχες δομές, συνθέσεις, ατμόσφαιρες και επιφανειακά χαρακτηριστικά πολλών απομακρυσμένων κόσμων. Φανταστείτε τι είδους πράγματα θα αποκαλύψουν οι μελέτες αυτές!

Διαβάστε περισσότερα: arXiv

Επεξηγήσεις:

*Υπεργαία: ένας πλανήτης που μοιάζει με τη Γη, αλλά με πολύ μεγαλύτερο μέγεθος.

**Με τον όρο αργό χαρακτηρίζονται οι αστέρες εκείνοι που έχουν πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής από 15 έως και 30 δισεκατομμύρια χρόνια. Συγκριτικά  ο Ήλιος μας έχει διάρκεια ζωής 10 δισεκατομμύρια χρόνια

*** ¨A System of Three Super Earths Transiting the Late K-Dwarf GJ 9827 at Thirty Parsecs¨

Αρθρογράφος : Matt Williams

Πηγή

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)

         

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

Από την ομάδα : @Aratosastronomy