Το κοντινό Super-Earth θα μπορούσε να είναι τέλειο για ατμοσφαιρική έρευνα

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε έναν κοντινό εξωπλανήτη σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι κόκκινο νάνο που είναι ιδανικό για βαθύτερη έρευνα. Συγκεκριμένα, αυτός ο εξωπλανήτης θα μπορούσε να είναι ένας πρωταρχικός στόχος για ακριβείς ατμοσφαιρικές μετρήσεις, κάτι που, για πλανήτες εκτός του ηλιακού συστήματος, έχει μέχρι στιγμής διαφύγει οι αστρονόμοι.

Τα ευρήματα της ομάδας που τεκμηριώνουν την ανακάλυψη αυτής της σχετικά κοντινής σούπερ-Γης – που λέγεται επειδή έχουν μάζα μεγαλύτερη από τον πλανήτη μας αλλά ακόμα χαμηλότερη από πλανήτες όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας που ταξινομούνται ως «γίγαντες πάγου»– δημοσιεύονται στην τελευταία έκδοση. του περιοδικού Science.

Η ομάδα ανακάλυψε το Gliese 486 b ενώ ερευνούσε 350 μικρούς κόκκινους νάνους αστέρες για σημάδια πλανητών χαμηλής μάζας χρησιμοποιώντας το φασματογράφο CARMENES που τοποθετήθηκε στο τηλεσκόπιο 3,5 μέτρων στο τηλεσκόπιο του Παρατηρητηρίου Calar Alto, στην Ισπανία. Ο εξωπλανήτης βρέθηκε λόγω της «ταλάντωσης» που προκάλεσε στην τροχιά του μητρικού του άστρου.

«Η ομάδα μας ψάχνει κυρίως για πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη και τη Σούπερ Γη σε τροχιά γύρω από κοντινά αστέρια. Σε αυτή την περίπτωση, βρήκαμε μια κοντινή υπερ-Γη, μόλις 26 έτη φωτός μακριά, να περιστρέφεται γύρω από ένα μικρό αστέρι κάθε 1,5 περίπου γήινη ημέρα», είπε η Κάρεν Κόλινς, αστρονόμος στο Κέντρο Αστροφυσικής, Χάρβαρντ &Σμιθσόνιαν, και συν- Ο συγγραφέας στο χαρτί λέει στο ZME Science . «Σίγουρα ήμασταν ενθουσιασμένοι που βρήκαμε ένα σήμα διέλευσης στην καμπύλη φωτός ενός αστεριού που είναι τόσο κοντά στον Ήλιο από αστρονομικούς όρους.

Αυτές οι έρευνες θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν αναζήτηση για τις απαραίτητες συνθήκες για τη ζωή ή ακόμα και για βιοδείκτες που άφησαν πίσω τους απλές μορφές ζωής.

Ο Colins συνεχίζει εξηγώντας ότι είναι η εγγύτητα του Gliese 486 b –είναι ο τρίτος πλησιέστερος διερχόμενος εξωπλανήτης που δεν έχει ακόμη αποκαλυφθεί– που, μεταξύ άλλων, όπως η θερμοκρασία του, τον καθιστά καλό υποψήφιο για πιο εις βάθος μελέτη. «Επειδή το Gliese 486 b είναι τόσο κοντά στο ηλιακό σύστημα, σε σχέση με τους περισσότερους γνωστούς διερχόμενους εξωπλανήτες, μπορεί να είμαστε σε θέση να διερευνήσουμε την ατμόσφαιρα του πλανήτη χρησιμοποιώντας το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και πιθανώς άλλα τηλεσκόπια», εξηγεί.

Αυτό, φυσικά, αν έχει πραγματικά ατμόσφαιρα.

Τι γνωρίζουμε για το Gliese 486 b Μέχρι στιγμής…

Ενώ η ομάδα των αστρονόμων μπορεί να μην είναι ακόμη σίγουρη ότι το Gliese 486 b έχει ατμόσφαιρα, υπάρχουν μερικά πράγματα που γνωρίζουν για τον εξωπλανήτη και τον κόκκινο νάνο πρωταγωνιστή του.

«Είναι μόνο περίπου 30% μεγαλύτερο από τη Γη, αλλά έχει μάζα περίπου 2,8 φορές μεγαλύτερη από τον πλανήτη μας», εξηγεί στο ZME Science ο συγγραφέας της μελέτης Trifon Trifonov, Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck. . Ο ερευνητής προσθέτει ότι τα μοντέλα υποδηλώνουν ότι η σύνθεση του εξωπλανήτη είναι παρόμοια με την Αφροδίτη και τη Γη, συμπεριλαμβανομένου ενός μεταλλικού πυρήνα. "Όποιος στέκεται στο Gliese 486 b θα αισθανόταν μια βαρυτική έλξη που είναι περίπου 70% ισχυρότερη από αυτή που βιώνουμε στη Γη."

Εκτός από το ότι είναι πιο πυκνό από τη γη, το Gliese 486 b είναι επίσης πολύ πιο ζεστό σύμφωνα με τον Τρίφων. Αυτό συμβαίνει επειδή ο εξωπλανήτης περιστρέφεται γύρω από το άστρο υποδοχής του σε μια κυκλική τροχιά κάθε 1,47 ημέρες, με τη μία πλευρά να δείχνει μόνιμα προς το μητρικό του αστέρι.

«Η γειτνίαση με τον κόκκινο νάνο Gliese 486 θερμαίνει τον πλανήτη σημαντικά, κάνοντας το τοπίο του ζεστό και ξηρό, διάσπαρτο από ηφαίστεια και λαμπερά ποτάμια λάβας», λέει ο Trifon. «Υπάρχουν αρκετοί εξωπλανήτες τύπου σούπερ Γης που έχουν ήδη ανακαλυφθεί. Όλοι αυτοί οι εξωπλανήτες είναι εξαιρετικοί από μόνοι τους. Σε αυτό το πλαίσιο, τα φυσικά χαρακτηριστικά του Gliese 486 b δεν είναι ασυνήθιστα. Ωστόσο, η εγγύτητα του Gliese 486 b, μας επέτρεψε να μετρήσουμε τη μάζα του με πρωτοφανή ακρίβεια, χάρη στις παρατηρήσεις που έγιναν με τα όργανα CARMENES και MAROON-X.»

Από τις πληροφορίες που διαθέτουν οι αστρονόμοι σχετικά με το Gliese 486 b, ειδικά τη μάζα του, ο Collins προσθέτει ότι υπάρχουν ενδείξεις ότι έχει επίσης μια αξιόλογη ατμόσφαιρα.

Ατμοσφαιρικές έρευνες

Χρησιμοποιώντας το διαστημόπλοιο Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) της NASA, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να συμπεράνουν ότι το Gliese 486 b διασχίζει περιοδικά τον αστρικό δίσκο του μητρικού του ερυθρού νάνου, ένα σπάνιο και τυχαίο γεγονός.

«Για διερχόμενους πλανήτες όπως ο Gliese 486 b, έχουμε δύο βασικές μεθόδους για να διερευνήσουμε τις ατμόσφαιρες, εάν υπάρχουν», συνεχίζει ο Collins. "Η φασματοσκοπία διέλευσης μας επιτρέπει να μελετήσουμε την ατμόσφαιρα του πλανήτη καθώς ο πλανήτης περνά μπροστά από το αστέρι από την οπτική γωνία του τηλεσκοπίου."

Ο Collins λέει ότι εάν ο εξωπλανήτης διαθέτει ατμόσφαιρα μέρος του φωτός από το μητρικό του αστέρι που φτάνει στα τηλεσκόπια μας θα έχει φιλτραριστεί μέσω αυτού. Αυτό σημαίνει ότι το προφίλ φωτός που φιλτράρεται από την ατμόσφαιρα μπορεί να συγκριθεί με μια μη φιλτραρισμένη έκδοση όταν ο πλανήτης δεν βρίσκεται μπροστά από το αστέρι. κατά τη διέλευση, μπορούμε να απομονώσουμε ατμοσφαιρικά σήματα από τον πλανήτη και πιθανώς να ανιχνεύσουμε ορισμένα από τα συστατικά της ατμόσφαιρας."

Η δεύτερη μέθοδος που περιγράφεται από τον Κόλινς περιλαμβάνει την ανίχνευση ακτινοβολίας απευθείας από την καυτή επιφάνεια ενός εξωπλανήτη καθώς καταλαμβάνει διαφορετικές τροχιακές φάσεις στο πρόσωπο του αστεριού. Το φάσμα εκπομπής που δίνει το όνομά της σε αυτήν την τεχνική –φασματοσκοπία εκπομπής– αποκαλύπτει χαρακτηριστικά γνωρίσματα που υποδεικνύουν την παρουσία ορισμένων στοιχείων που εκπέμπουν και απορροφούν φως στην ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη.

«Η θερμοκρασία του περίπου 700 Kelvin το καθιστά κατάλληλο για φασματοσκοπία εκπομπής και μελέτες καμπύλης φάσης σε αναζήτηση ατμόσφαιρας», προσθέτει ο Trifonov.

The Golden Age of Exoplanet Science

Ολοκληρώνοντας τη συνέντευξή μας, ρωτάω τους Collins και Trionov εάν εισερχόμαστε σε μια «Χρυσή Εποχή» για την επιστήμη των εξωπλανητών. Και οι δύο βιάζονται να με διορθώσουν. «Θα έλεγα ότι ζούμε σε αυτό!» αναφωνεί ο Τρινόφ. «Τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει χιλιάδες εξωπλανήτες και ο αριθμός αυξάνεται καθημερινά.

Ο Κόλινς είναι εξίσου σίγουρος ότι η επιστήμη των εξωπλανητών είναι στην ακμή της, αλλά προσθέτει ότι δεν υπάρχει παρακμή στην όραση. «Ειλικρινά, πιστεύω ότι βρισκόμαστε στη χρυσή εποχή της επιστήμης των εξωπλανητών για πάνω από μια δεκαετία τώρα», λέει ο αστρονόμος. «Ακόμα κι έτσι, με την έλευση του TESS για την ανακάλυψη και τη μέτρηση του μεγέθους κοντινών μικρών διερχόμενων πλανητών, μηχανών ακριβείας ακτινικής ταχύτητας όπως αυτή της κοινοπραξίας CARMENES και του οργάνου MAROON-X για τη μέτρηση της μάζας τους, και σύντομα το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb για να ερευνήστε την ατμόσφαιρά τους, είναι δίκαιο να πούμε ότι εισερχόμαστε στη χρυσή εποχή της καλά χαρακτηρισμένης επιστήμης των μικρών πλανητών εξωπλανητών.»

Και η Collins είναι ξεκάθαρη πόσο τυχερή θεωρεί τον εαυτό της που απλώς ασχολήθηκε με την αστρονομία σε αυτήν την κρίσιμη καμπή της ιστορίας της. «Είμαι ενθουσιασμένος που συμμετέχω στην αναζήτηση και τον χαρακτηρισμό πλανητών στο μέγεθος της Γης και της Υπέρ-Γης, όπως ο Gliese 486 b», εξηγεί με ενθουσιασμό. «Οι ακριβείς ατμοσφαιρικές μετρήσεις είναι πιθανώς στη γωνία! Με τι θα ασχοληθεί στη συνέχεια αυτός ο σχετικά νέος επιστήμονας από ένα μικρό αλλά προοδευτικό πρόγραμμα αστροφυσικής σε ένα σχολείο στο Κεντάκι; Θα ανακαλύψουμε σύντομα ένα δίδυμο της Γης με ατμόσφαιρα παρόμοια με τη Γη ή ακόμα και σημάδια ζωής σε μια ατμόσφαιρα;