Το τηλεσκόπιο James Webb για την ανάλυση της γεωλογίας των εξωπλανητών

Παλιότερα, αν ήθελες να ασχοληθείς με τη γεωλογία, έπρεπε να πας να βρεις ωραίες προεξοχές και να τις μελετήσεις λεπτομερώς. Αλλά τώρα, το τηλεσκόπιο James Webb θα χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της γεωλογικής ποικιλότητας των πλανητών σε όλο το ηλιακό σύστημα από έτη φωτός μακριά.

Πιστώσεις εικόνας:NASA / JPL.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, ένα από τα πιο συναρπαστικά επιστημονικά έργα των τελευταίων ετών, πρόκειται να ενεργοποιηθεί. Λοιπόν, τεχνικά, είναι ήδη ενεργοποιημένο, αλλά είναι κοντά στο να είναι πλήρως βαθμονομημένο - και έτοιμο να ξεκινήσει. Οι πρώτοι στόχοι του είναι δύο βραχώδεις πλανήτες με τα μάλλον απίθανα ονόματα 55 Cancri e και LHS 3844.

Αλλά ενώ τα ονόματά τους μπορεί να μην είναι ενδιαφέροντα, οι ίδιοι οι πλανήτες είναι.

Γεωλογία καύσης

55 Το Cancri e είναι ένας βραχώδης εξωπλανήτης που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι που μοιάζει με τον Ήλιο. Η διάμετρός του είναι περίπου δύο φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης και η μάζα του είναι 8,63 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης — μια λεγόμενη «σούπερ Γη» με λιωμένη επιφάνεια.

Ωστόσο, το 55 Cancri e είναι πολύ πιο κοντά στο αστέρι του από ότι η Γη στον Ήλιο. Χρειάζονται μόλις 18 ώρες για να συμπληρώσει ο πλανήτης ένα «έτος» (μια πλήρης περιστροφή γύρω από το άστρο του) – η απόσταση μεταξύ του πλανήτη και του αστέρα του είναι μόλις το ένα πέμπτο της απόστασης μεταξύ του Ερμή και του Ήλιου μας.

Οι ερευνητές σκέφτηκαν ότι επειδή είναι τόσο κοντά στο αστέρι του, το 55 Cancri e πρέπει να είναι παλιρροιακά κλειδωμένο, όπως το φεγγάρι στη Γη. Με άλλα λόγια, το άστρο θα «έβλεπε» μόνο ένα μέρος του πλανήτη, όπου θα ήταν αιώνια μέρα, ενώ η άλλη πλευρά θα ήταν πιο κρύα και τυλιγμένη στο σκοτάδι. Αλλά αυτό δεν φαίνεται να ισχύει.

Οι παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA υποδηλώνουν ότι η συνολική ποσότητα θερμότητας που ανιχνεύεται κατά τη διάρκεια της ημέρας ποικίλλει και το μέρος που είναι πιο καυτό δεν βρίσκεται στην πλευρά που βλέπει το αστέρι.

Καλλιτεχνική απεικόνιση του 555 Cancri e. Εικόνα μέσω Wiki Commons.

Υπάρχει ακόμα η πιθανότητα ο πλανήτης να είναι παλιρροιακά κλειδωμένος, οπότε οι παρατηρήσεις θα μπορούσαν να εξηγηθούν εάν ο πλανήτης έχει ατμόσφαιρα, αλλά οι ερευνητές δεν είναι σίγουροι από τι θα αποτελείται η ατμόσφαιρα.

«Το 55 Cancri e θα μπορούσε να έχει μια παχιά ατμόσφαιρα που κυριαρχείται από οξυγόνο ή άζωτο», εξήγησε ο Renyu Hu από το Jet Propulsion Laboratory της NASA στη Νότια Καλιφόρνια, ο οποίος ηγείται μιας ομάδας που θα χρησιμοποιήσει την κάμερα εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας (NIRCam) και το όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI) του Webb για να καταγράψει τη θερμική πλευρά της εκπομπής του πλανήτη. "Αν έχει ατμόσφαιρα, ο [Webb] έχει την ευαισθησία και το εύρος μήκους κύματος για να το ανιχνεύσει και να καθορίσει από τι αποτελείται", πρόσθεσε ο Χου.

Μια άλλη εξήγηση θα μπορούσε να είναι ότι ο πλανήτης περιστρέφεται τρεις φορές για κάθε δύο τροχιές (αυτό που είναι γνωστό ως συντονισμός 3:2), όπως ο Ερμής.

«Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί το πιο ζεστό μέρος του πλανήτη μετατοπίζεται», εξήγησε ο Alexis Brandeker, ερευνητής από το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης που ηγείται μιας άλλης ομάδας που μελετά τον πλανήτη. "Ακριβώς όπως στη Γη, θα χρειαζόταν χρόνος για να θερμανθεί η επιφάνεια. Η πιο ζεστή ώρα της ημέρας θα ήταν το απόγευμα, όχι ακριβώς το μεσημέρι."

Οι ερευνητές θέλουν να εξερευνήσουν αυτές τις επιλογές με μεγαλύτερη λεπτομέρεια και να μάθουν όσο το δυνατόν περισσότερα για αυτήν την εξωτική, καυτή υπερ-Γη.

Ένας καυτός, αλλά διαφορετικός πλανήτης

Εν τω μεταξύ, το LHS 3844 b περιφέρεται επίσης πολύ κοντά στο άστρο του, όπως το 55 Cancri e — αλλά το αστέρι του είναι πολύ μικρότερο. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία δεν είναι αρκετά υψηλή για να λιώσει την επιφάνειά του.

Ο πλανήτης έχει χαμηλό άλμπεδο, κάτι που υποδηλώνει ότι έχει πιο σκοτεινή επιφάνεια, όπως αυτή της Σελήνης ή του Ερμή. Αλλά αυτό που είναι πιο ενδιαφέρον σε αυτό είναι η έλλειψη ατμόσφαιρας. Αυτή η έλλειψη παρεμποδιστικής ατμόσφαιρας σημαίνει ότι οι ερευνητές θα μπορούν να το διερευνήσουν πιο άμεσα.

Δεν είναι επίσης σαφές γιατί ακριβώς ο πλανήτης δεν έχει ατμόσφαιρα. Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στον τρόπο που σχηματίστηκε ο πλανήτης — πέρα ​​από τη λεγόμενη «γραμμή του χιονιού», στην οποία πτητικά όπως το νερό, η αμμωνία ή το διοξείδιο του άνθρακα μπορούν να υπάρχουν και μπορούν να συμβάλλουν στην ατμόσφαιρα. αλλά θα μπορούσε επίσης να οφείλεται σε κατακλυσμικό αντίκτυπο.

Το να μπορούμε να ερευνούμε πλανήτες σαν αυτούς με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια είναι συναρπαστικό και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να βελτιώσει την κατανόησή μας για το σύμπαν, πιθανώς με περισσότερους τρόπους από ό,τι φανταζόμαστε. Μετά από δεκαετίες σχεδιασμού και δουλειάς, επιτέλους γίνεται. Επόμενο:55 Cancri e και LHS 3844.