Οι αστρονόμοι βρίσκουν ενδείξεις για ένα ηφαιστειακά ενεργό εξωφεγγάρι

Ένα βραχώδες εξωηλιακό φεγγάρι γεμάτο με λάβα θα μπορούσε να περιστρέφεται γύρω από έναν πλανήτη που απέχει 550 έτη φωτός από τη Γη, ανακάλυψαν αστρονόμοι με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βέρνης.

Το ηφαιστειακά ενεργό εξωφεγγάρι θα μπορούσε να κρύβεται στο σύστημα εξωπλανητών WASP-49b, σε τροχιά γύρω από έναν καυτό γιγάντιο πλανήτη στον δυσδιάκριτο αστερισμό του Lepus, κάτω από τον φωτεινό αστερισμό του Ωρίωνα.

Οι ερευνητές περιγράφουν την εξωσελήνη ως μια «ακραία» εκδοχή του φεγγαριού του Δία Io — του πιο ηφαιστειακά ενεργού σώματος στο δικό μας ηλιακό σύστημα. Έτσι, ζωγραφίζοντας μια εικόνα ενός εξωτικού και επικίνδυνου κόσμου — μιας «έξω-Ιο».

Ο Apurva Oza, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Φυσικό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου της Βέρνης και συνεργάτης του NCCR PlanetS, περιγράφει το εξωφεγγάρι, συγκρίνοντάς το με ένα διάσημο σκηνικό επιστημονικής φαντασίας:«Θα ήταν ένας επικίνδυνος ηφαιστειακός κόσμος με μια λιωμένη επιφάνεια λάβας — μια σεληνιακή έκδοση κοντινών Super-Earths όπως το 55 Cancri-e.

«Ένα μέρος όπου οι Τζεντά πηγαίνουν να πεθάνουν, επικίνδυνα γνωστό στον Άνακιν Σκαϊγουόκερ.»

Περισσότερο από έναν κόκκο νατρίου. Ενωτική θεωρία και έμμεσες αποδείξεις.

Οι αστρονόμοι δεν έχουν ακόμη ανακαλύψει ένα φεγγάρι πέρα ​​από το ηλιακό μας σύστημα, πράγμα που σημαίνει ότι οι ερευνητές βασίζουν τις υποψίες τους για την ύπαρξη αυτού του εξω-Ιο σε περιστασιακά στοιχεία——δηλαδή το αέριο νατρίου στο WASP-49b σε ασυνήθιστα μεγάλο υψόμετρο.

Ο Oza εξηγεί:«Το ουδέτερο αέριο νάτριο είναι τόσο μακριά από τον πλανήτη που είναι απίθανο να εκπέμπεται μόνο από έναν πλανητικό άνεμο.

"Το νάτριο είναι ακριβώς εκεί που πρέπει."

Η σύγκριση αυτού του χαρακτηριστικού με τις παρατηρήσεις του συστήματος Δία και Ιο χρησιμοποιώντας υπολογισμούς χαμηλής μάζας έδειξε στην ομάδα ότι ένα exo-Io θα μπορούσε, πράγματι, να είναι ένας εύλογος μηχανισμός για το νάτριο στο WASP-49b.

Η θεωρία ότι μεγάλες ποσότητες νατρίου γύρω από έναν εξωπλανήτη θα μπορούσαν να δείχνουν ένα κρυμμένο φεγγάρι ή ένα δακτύλιο υλικού προτάθηκε από τους Bob Johnson και Patrick Huggins το 2006. Μετά από αυτό, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια υπολόγισαν ότι ένα σύστημα τριών σωμάτων αποτελείται από ένα αστέρι, ένας κοντινός γιγάντιος πλανήτης και ένα φεγγάρι θα μπορούσαν να παραμείνουν σταθερά για δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο Oza έλαβε αυτές τις θεωρητικές προβλέψεις για να αποτελέσει τη βάση της δουλειάς του και των συναδέλφων του — που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal.

Ο αστροφυσικός εξηγεί:«Οι τεράστιες παλιρροϊκές δυνάμεις σε ένα τέτοιο σύστημα είναι το κλειδί για τα πάντα.

"Η ενέργεια που απελευθερώνεται από τις παλίρροιες στον πλανήτη και το φεγγάρι του διατηρεί σταθερή την τροχιά του φεγγαριού, θερμαίνοντάς το ταυτόχρονα και καθιστώντας το ηφαιστειακά ενεργό."

Οι ερευνητές αποδεικνύουν επίσης στη μελέτη τους ότι ένα μικρό βραχώδες φεγγάρι θα εκτοξεύει περισσότερο νάτριο και κάλιο στο διάστημα μέσω αυτού του ακραίου ηφαιστείου από έναν μεγάλο πλανήτη αερίου. Αυτό θα συνέβαινε ιδιαίτερα σε μεγάλα υψόμετρα.

Αυτές οι εκπομπές μπορούν στη συνέχεια να εντοπιστούν από τους αστρονόμους χρησιμοποιώντας την τεχνική της φασματοσκοπίας. Αυτά τα συγκεκριμένα στοιχεία είναι ιδιαίτερα χρήσιμα στους αστρονόμους.

Ο Oza προσθέτει:«Οι γραμμές νατρίου και καλίου είναι κβαντικοί θησαυροί για εμάς τους αστρονόμους επειδή είναι εξαιρετικά φωτεινοί.

"Οι vintage λαμπτήρες δρόμου που φωτίζουν τους δρόμους μας με κίτρινη ομίχλη, είναι παρόμοια με το αέριο που ανιχνεύουμε τώρα στα φάσματα δώδεκα εξωπλανητών."

Όταν συνέκρινε τους υπολογισμούς τους με πραγματικές παρατηρήσεις νατρίου και καλίου, η ομάδα βρήκε πέντε υποψήφια συστήματα όπου ένα κρυφό εξωφεγγάρι θα μπορούσε να επιβιώσει από τη θερμική εξάτμιση. Στην περίπτωση του WASP-49b, η καλύτερη εξήγηση για τα δεδομένα που παρατηρήθηκαν ήταν η παρουσία ενός exo-Io.

Ωστόσο, αυτή δεν είναι η μόνη εξήγηση. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι παρατηρήσεις του νατρίου σε μεγάλα υψόμετρα θα μπορούσαν αντ 'αυτού να υποδεικνύουν ότι ο εξωπλανήτης περιβάλλεται από έναν δακτύλιο υλικού——πιθανότατα ιονισμένου αερίου.

Ο Oza παραδέχεται ότι η ομάδα πρέπει να βρει περισσότερες ενδείξεις, και ως εκ τούτου, βασίζεται σε μελλοντικές παρατηρήσεις τόσο με επίγεια όσο και με διαστημικά τηλεσκόπια. Επίσης, καθώς μερικά από αυτά τα exo-Ios θα μπορούσαν τελικά να καταστραφούν ως αποτέλεσμα ακραίας απώλειας μάζας, η ομάδα θέλει επίσης να αναζητήσει στοιχεία για μια τέτοια καταστροφή.

Ο Oza καταλήγει:«Ενώ το τρέχον κύμα έρευνας οδεύει προς την κατοίκηση και τις βιουπογραφές, η υπογραφή μας είναι μια υπογραφή καταστροφής.

"Το συναρπαστικό μέρος είναι ότι μπορούμε να παρακολουθούμε αυτές τις καταστροφικές διαδικασίες σε πραγματικό χρόνο, όπως τα πυροτεχνήματα."

Αρχική έρευνα: https://arxiv.org/pdf/1908.10732.pdf