Οι αστρονόμοι εντόπισαν τα πιο ξεκάθαρα σημάδια μέχρι σήμερα μιας ατμόσφαιρας γύρω από έναν βραχώδη πλανήτη έξω από το Ηλιακό μας Σύστημα, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση ακραίων κόσμων.
Η χρήση του τηλεσκοπίου
Χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb της NASA, μια ομάδα με επικεφαλής τον Carnegie μελέτησε τον TOI-561 b, μια αρχαία και φλογερή υπερ-Γη που περιστρέφεται γύρω από το άστρο της σε μόλις 10,56 ώρες.
Η εκπληκτική ατμοσφαιρική υπογραφή του πλανήτη αμφισβητεί μακροχρόνιες υποθέσεις σχετικά με το πώς εξελίσσονται οι μικροί, εξαιρετικά θερμοί κόσμοι.
Ακραίες συνθήκες κόσμου
Ο TOI-561 b έχει περίπου διπλάσια μάζα από τη Γη, αλλά δεν μοιάζει καθόλου με τη Γη. Ο πλανήτης περιστρέφεται εξαιρετικά κοντά στο άστρο του, στο ένα τεσσαρακοστό της απόστασης του Ερμή από τον Ήλιο.
Ένα έτος σε αυτόν τον κόσμο διαρκεί μόνο 10,56 ώρες. Η μία πλευρά δεν αφήνει ποτέ φως της ημέρας. Οι αστρονόμοι ανέμεναν ότι ένας τόσο μικρός και θερμός πλανήτης θα έχανε την ατμόσφαιρά του λίγο μετά τον σχηματισμό του. Η Nicole Wallack, η δεύτερη συγγραφέας της μελέτης, σημείωσε αυτή την προσδοκία.
«Με βάση όσα γνωρίζουμε για άλλα συστήματα, οι αστρονόμοι θα είχαν προβλέψει ότι ένας πλανήτης σαν αυτόν είναι πολύ μικρός και ζεστός για να διατηρήσει τη δική του ατμόσφαιρα για πολύ καιρό μετά τον σχηματισμό», είπε. Πρόσθεσε ότι οι παρατηρήσεις «ανατρέπουν τη συμβατική άποψη για τους πλανήτες εξαιρετικά βραχείας περιόδου».
Η ατμόσφαιρα του πλανήτη φαίνεται άθικτη παρά το γεγονός ότι το άστρο του είναι πολύ παλαιότερο από τον Ήλιο μας. Η παρουσία του μπορεί επίσης να εξηγήσει τη χαμηλή πυκνότητα του TOI-561 b. Είναι λιγότερο πυκνός από έναν πλανήτη σαν τη Γη, αν και όχι ένας υπερ-φουσκωτός πλανήτης.
Η επικεφαλής συγγραφέας Johanna Teske εξήγησε αυτή τη διάκριση. «Δεν είναι αυτό που ονομάζουμε υπερ-φουσκωτό... αλλά είναι λιγότερο πυκνός από ό,τι θα περίμενε κανείς αν είχε μια σύνθεση σαν τη Γη», είπε.
Αρχαίο αστέρι, ασυνήθιστη σύνθεση
Ο Teske και η ομάδα εξέτασαν εάν η πυκνότητα του πλανήτη θα μπορούσε να προέρχεται από έναν μικρό πυρήνα σιδήρου και ελαφρύτερα πετρώματα μανδύα. Αυτή η ιδέα ευθυγραμμίζεται με τις ιδιότητες του αστεριού.
«Ο TOI-561 b διακρίνεται μεταξύ των πλανητών εξαιρετικά βραχείας περιόδου, καθώς περιστρέφεται γύρω από ένα πολύ παλιό... αστέρι φτωχό σε σίδηρο», είπε ο Teske.
Σημείωσε ότι ο πλανήτης πιθανότατα σχηματίστηκε σε διαφορετικό χημικό περιβάλλον από τους πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος. Αυτό το καθιστά ένα πιθανό παράθυρο στον σχηματισμό πλανητών στο πρώιμο σύμπαν. Αλλά η εσωτερική δομή από μόνη της δεν μπορούσε να εξηγήσει τις παρατηρήσεις. Η ομάδα υποψιάστηκε ότι μια πυκνή ατμόσφαιρα έκανε τον πλανήτη να φαίνεται μεγαλύτερος και λιγότερο πυκνός.
Το όργανο NIRSpec του JWST βοήθησε να δοκιμαστεί αυτή η ιδέα μετρώντας τη θερμοκρασία της ημερήσιας πλευράς του πλανήτη κατά τη διάρκεια της δευτερεύουσας έκλειψης.
Ένας γυμνός βράχος θα έφτανε σχεδόν τους 4.900 βαθμούς Φαρενάιτ. Αντίθετα, η ημερήσια πλευρά φαίνεται πιο κοντά στους 3.200 βαθμούς. Αυτή η σημαντική πτώση υποδείκνυε ενεργή ανακατανομή θερμότητας. Οι ερευνητές διερεύνησαν διάφορα σενάρια. Ένας ωκεανός μάγματος θα μπορούσε να μετακινήσει κάποια θερμότητα. Ένα λεπτό στρώμα ατμών βράχου θα μπορούσε να βοηθήσει. Αλλά κανένα από τα δύο δεν ταίριαζε με τα δεδομένα.
Η ύπαρξη μιας ουσιαστικής ατμόσφαιρας
Η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μόνο μια ουσιαστική ατμόσφαιρα θα μπορούσε να εξηγήσει την ψύξη. Η συν-συγγραφέας Anjali Piette περιέγραψε λεπτομερώς τα αποτελέσματα.
«Οι ισχυροί άνεμοι θα ψύχαιναν την ημερήσια πλευρά μεταφέροντας θερμότητα στην νωχελική πλευρά», είπε.
Πρόσθεσε ότι αέρια όπως οι υδρατμοί θα απορροφούσαν το φως πριν αυτό διαφύγει. Είπε επίσης ότι τα φωτεινά πυριτικά νέφη θα μπορούσαν να αντανακλούν το φως των αστεριών. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην γνωρίζουν πώς ο πλανήτης διατηρεί μια τέτοια ατμόσφαιρα υπό έντονη ακτινοβολία.
Κάποια αέρια πρέπει να διαφεύγουν, αλλά η ισορροπία μπορεί να διατηρεί την ατμόσφαιρα σταθερή. Ο συν-συγγραφέας Tim Lichtenberg περιέγραψε αυτήν την ισορροπία.
«Την ίδια στιγμή που τα αέρια εξέρχονται από τον πλανήτη για να τροφοδοτήσουν την ατμόσφαιρα, ο ωκεανός του μάγματος τα απορροφά πίσω στο εσωτερικό», είπε.
Πρόσθεσε ότι ο πλανήτης είναι «πραγματικά σαν μια υγρή μπάλα λάβας».
Αυτά είναι μόνο τα πρώτα αποτελέσματα
Αυτά τα αποτελέσματα είναι τα πρώτα από το Πρόγραμμα Γενικών Παρατηρητών 3860 του JWST. Η ομάδα παρατήρησε το σύστημα για 37 συνεχόμενες ώρες. Περισσότερη ανάλυση βρίσκεται σε εξέλιξη για τη χαρτογράφηση των θερμοκρασιών και τη βελτίωση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης.
www.worldenergynews.gr
