Οι αστρονόμοι βρίσκουν νέα υπερ-Γη που θα μπορούσε να είναι ένας κατοικήσιμος κόσμος: ScienceAlert

By | February 5, 2024

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν μια νέα Υπέρ-Γη σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι M νάνο (κόκκινος νάνος) σε απόσταση περίπου 137 ετών φωτός.

Ο πλανήτης ονομάζεται TOI-715b, είναι περίπου 1,55 στην ακτίνα της Γης και βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του άστρου. Υπάρχει επίσης ένας άλλος πλανητικός υποψήφιος στο σύστημα. Έχει το μέγεθος της Γης και, εάν επιβεβαιωθεί, θα είναι η μικρότερη κατοικήσιμη ζώνη που έχει ανακαλύψει ο πλανήτης TESS μέχρι στιγμής.

Ο TOI-715 είναι ένας μεσαίος κόκκινος νάνος. Είναι περίπου το ένα τέταρτο της μάζας και περίπου το ένα τέταρτο της ακτίνας του Ήλιου μας. Το TOI-715b βρίσκεται κοντά στο αστέρι και η στενή τροχιά του χρειάζεται μόλις 19 ημέρες για να ολοκληρώσει ένα ταξίδι γύρω από το νάνο αστέρι. Επειδή οι κόκκινοι νάνοι είναι πολύ πιο αμυδροί από τον Ήλιο, αυτό τοποθετεί την Super-Earth στη συντηρητική κατοικήσιμη ζώνη του άστρου.

Νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society παρουσιάζει την ανακάλυψη. Έχει τον τίτλο «Ένας πλανήτης κατοικήσιμης ζώνης με ακτίνα Γης 1,55 που φιλοξενείται από το TOI-715, ένα αστέρι M4 κοντά στον εκλειπτικό Νότιο Πόλο». Η κύρια συγγραφέας είναι η Georgina Dransfield, από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ.

Αυτή η εικόνα δείχνει έναν τρόπο με τον οποίο ο πλανήτης TOI-715 b, μια υπερ-Γη στην κατοικήσιμη ζώνη γύρω από το αστέρι της, μπορεί να φαίνεται σε έναν κοντινό παρατηρητή. (NASA/JPL-Caltech)

Η κατοικήσιμη ζώνη είναι ένας πολύ ακατέργαστος τρόπος εντοπισμού πλανητών που μπορεί να έχουν υγρό νερό. Τα όριά του είναι ασαφή και ακόμη και αντιφατικά, αφού ο αστρικός φασματικός τύπος, το πλανητικό άλμπεδο, η μάζα και ακόμη και το πόσο θολό είναι η ατμόσφαιρά του μπορούν να καθορίσουν εάν ένας πλανήτης έχει νερό σε υγρή μορφή.

Η ιδέα μιας συντηρητικής κατοικήσιμης ζώνης (CHZ) είναι πιο χρήσιμη. Προέρχεται από μια εργασία του 2014 των Kopparapu et al. Είναι μια περιοχή γύρω από ένα αστέρι όπου ένας βραχώδης πλανήτης δέχεται μεταξύ 0,42 και 0,842 τόση ηλιακή ηλιακή ακτινοβολία όσο η Γη. Κάθε βραχώδης πλανήτης που λαμβάνει τόση ενέργεια βρίσκεται στο CHZ, ανεξάρτητα από την απόσταση.

Η ανακάλυψη μιας Super-Earth στο CHZ ενός αστεριού είναι πάντα συναρπαστική. Τρέφει την αίσθηση της απορίας μας για άλλους πλανήτες και την πιθανότητα κάποιοι να φιλοξενούν άλλες μορφές ζωής. Για το λόγο αυτό, είναι πιο ενδιαφέροντες από πλανήτες όπως οι Καυτός Δίας, για παράδειγμα, οι οποίοι δεν έχουν καμία δυνατότητα να φιλοξενήσουν υγρό νερό ή ζωή. Ούτε οι πιο σκληραγωγημένοι ακραίοι δεν μπορούν να επιβιώσουν στο κακό περιβάλλον του Καυτού Δία.

Αλλά αυτή η ανακάλυψη είναι επίσης συναρπαστική για μερικούς άλλους λόγους.

«Η εποχή του JWST έφτασε επιτέλους και μαζί της η εποχή του λεπτομερούς εξωπλανητικού χαρακτηρισμού της ατμόσφαιρας». – Από “Ένας πλανήτης κατοικήσιμης ζώνης με ακτίνα Γης 1,55 που φιλοξενείται από το TOI-715, ένα αστέρι M4 κοντά στον εκλειπτικό Νότιο Πόλο.”

Τώρα που έχουμε ανακαλύψει χιλιάδες εξωπλανήτες, οι αστρονόμοι παρατηρούν τις τάσεις στον πληθυσμό. Ένα από τα πράγματα που παρατήρησαν ήταν ένα χάσμα στον πληθυσμό του μικρού πλανήτη μεταξύ 1,5 και 2 ακτίνων της Γης. Είναι γνωστό ως χάσμα ακτίνας μικρού πλανήτη ή χάσμα ακτίνας υπο-Ποσειδώνα (ονομάζεται επίσης χάσμα Fulton και κοιλάδα φωτοεξάτμισης). Σε ακτίνα 1,55 της Γης, το TOI-715b βρίσκεται μέσα στο κενό.

Είναι εξαιρετικά απίθανο να σχηματιστούν πλανήτες σε αυτό το χάσμα ακτίνας. Οι πλανήτες πρέπει να ξεκινήσουν μεγαλύτεροι και να χάσουν μάζα για να καταλήξουν στο χάσμα. Έτσι, το χάσμα Fulton μας λέει κάτι για το πώς ορισμένοι πλανήτες χάνουν μάζα.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι πλανήτες στο χάσμα ξεκινούν μεγαλύτεροι, αλλά τα αστέρια τους χάνουν μέρος της μάζας τους μέσω της φωτοεξάτμισης, συρρικνώνοντάς τους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μερικές φορές ονομάζεται η κοιλότητα της φωτοεξάτμισης. Υπάρχει πολλή αβεβαιότητα γύρω από την κοιλάδα και η φωτοεξάτμιση, και οι αστρονόμοι θέλουν να μελετήσουν τους πλανήτες στην κοιλάδα για να δουν τι μπορούν να μάθουν.

«Η σημασία της κοιλάδας της ακτίνας έγκειται στη δυνατότητά της να μας διδάξει για τον σχηματισμό των πλανητών και την εξέλιξη μετά τον σχηματισμό, και επομένως οι πλανήτες μέσα σε αυτό το χάσμα είναι ζωτικής σημασίας για την εμβάθυνση της κατανόησής μας των παραγόντων που τη σμιλεύουν», εξηγούν οι συγγραφείς.

Υπάρχει κάποια αβεβαιότητα εάν αυτό το χάσμα ακτίνας υπάρχει γύρω από τους νάνους M ή όχι. Είναι πιθανό οι νάνοι Μ να έχουν κενό πυκνότητας παρά διάκενο ακτίνας. «Μια πρόσφατη μελέτη από τους Luque & Pallé (2022), ωστόσο, δείχνει ότι οι νάνοι πλανήτες M μπορεί να έχουν κενό πυκνότητας παρά χάσμα ακτίνας που χωρίζει δύο πληθυσμούς μικρών πλανητών (βραχώδεις και υδάτινους κόσμους)», γράφουν οι συγγραφείς.

Είτε πρόκειται για διάκενο ακτίνας είτε για χάσμα πυκνότητας, το TOI-715b θα πρέπει να έχει κάτι να μας πει για τους εξωπλανήτες, τη φωτοεξάτμιση και τη φύση της κατανομής των εξωπλανητών γύρω από τους κόκκινους νάνους. Αλλά για να ανακαλύψουμε τι έχει να μας πει απαιτεί πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις. Αυτός είναι ο δεύτερος λόγος για τον οποίο αυτή η Super-Earth είναι τόσο ενδιαφέρουσα.

Από τότε που ξεκινήσαμε να βρίσκουμε εξωπλανήτες, οι επιστήμονες περίμεναν με ανυπομονησία την ημέρα που θα τεθεί σε λειτουργία το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

«Η εποχή του JWST έφτασε επιτέλους και, μαζί της, η εποχή του λεπτομερούς ατμοσφαιρικού χαρακτηρισμού των εξωπλανητών», γράφουν οι συγγραφείς στην εργασία τους. Το JWST έχει την ικανότητα να παρατηρεί τα φάσματα των ατμοσφαιρικών εξωπλανητών και να προσδιορίζει τα συστατικά τους. Όμως, παρόλο που το JWST είναι εξαιρετικά ισχυρό, ορισμένοι στόχοι παρουσιάζουν καλύτερες ευκαιρίες για φασματοσκοπία μετάδοσης από άλλους.

Το TOI-715b είναι ένας πρωταρχικός στόχος επειδή βρίσκεται κοντά στο αστέρι του. Καθώς ο TOI-715 είναι ένας μικρός κόκκινος νάνος και ο πλανήτης περιφέρεται γύρω του κάθε 19 ημέρες, οι διελεύσεις του εξωπλανήτη μπροστά από το αστέρι του είναι βαθύτερες και συχνότερες. Αυτό σημαίνει ότι το JWST δεν χρειάζεται πολύ χρόνο για να παρατηρήσει την ατμόσφαιρα του πλανήτη, καθιστώντας το μια αποτελεσματική χρήση του χρόνου του διαστημικού τηλεσκοπίου.

«Στο πλαίσιο του ατμοσφαιρικού χαρακτηρισμού με φασματοσκοπία μετάδοσης, οι φωτεινοί και κοντινοί νάνοι Μ είναι ιδανικοί πλανητοί ξενιστές, καθώς μικροί εύκρατοι πλανήτες θα περνούν συχνά, επιτρέποντας την ανίχνευση ατμοσφαιρικών χαρακτηριστικών με υψηλές αναλογίες σήματος προς θόρυβο με λιγότερες ώρες τηλεσκοπίου. εξηγούν τους συγγραφείς. .

Θα μπορούσε αυτή η Υπερ-Γη να είναι κατοικήσιμη; Ελλείψει φασματοσκοπίας JWST, αφήνουμε να κάνουμε εικασίες. Βρίσκεται στη συντηρητική κατοικήσιμη ζώνη, αλλά αυτό δεν μας πάει πολύ μακριά. Ωστόσο, υπάρχουν κάποια σημάδια ελπίδας.

Το TOI-715 είναι λίγο παλαιότερο από τον Ήλιο μας, σε ηλικία περίπου 6,6 δισεκατομμυρίων ετών. Το αστέρι έχει «χαμηλό βαθμό μαγνητικής δραστηριότητας», σύμφωνα με τους συγγραφείς. Αυτός είναι πιθανώς ο λόγος που το αστέρι δείχνει απουσία φωτεινότητας στις καμπύλες φωτός TESS σε σύγκριση με τους νεότερους νάνους M. Οι κόκκινοι νάνοι είναι γνωστοί για την εμφάνιση εξαιρετικά ισχυρών εκρήξεων που μπορούν να αποστειρώσουν πλανήτες. Μπορούν επίσης να καταστρέψουν ατμόσφαιρες, οι οποίες θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνες για τη φωτοεξάτμιση του εξωπλανήτη.

Ένας άλλος πλανήτης μπορεί να βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το TOI-715. Αυτή τη στιγμή είναι μόνο ένας υποψήφιος που ονομάζεται TIC 271971130.02, αλλά εάν επιβεβαιωθεί, θα είναι η μικρότερη κατοικήσιμη ζώνη που έχει συναντήσει ποτέ ο πλανήτης TESS. Χρειάζονται όμως περαιτέρω παρατηρήσεις για να το επιβεβαιώσουν.

Το σύστημα TOI-715 είναι ένας ελκυστικός στόχος για περαιτέρω μελέτη. Το TOI-715b περιμένει τη σειρά του, αλλά τελικά το JWST θα εξετάσει την ατμόσφαιρά του. Εάν αυτά τα αποτελέσματα υποστηρίζουν την κατοικησιμότητα, ο ενθουσιασμός των αστρονόμων μόνο θα αυξηθεί. Ταυτόχρονα, μπορεί να μάθουμε περισσότερα για το χάσμα ακτίνας ή πυκνότητας, ένα εμπόδιο για τη βαθύτερη κατανόηση των εξωπλανητών.

Προσθέστε το γεγονός ότι το αστέρι μπορεί να φιλοξενεί έναν άλλο πλανήτη κατοικήσιμης ζώνης, τον μικρότερο που έχει βρεθεί ποτέ από το TESS, και το σύστημα TOI-715 γίνεται ακόμη πιο σημαντικό.

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από το Universe Today. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *