Σε τροχιά γύρω από έναν κόκκινο νάνο, 41 έτη φωτός μακριά, είναι ένας βραχώδης εξωπλανήτης του μεγέθους της Γης που ονομάζεται GJ 1132 b. Ο πλανήτης αυτός έχει ενδιαφέροντες παραλληλισμούς με τη Γη, αλλά είναι και πολύ διαφορετικός.
Μία από τις διαφορές του είναι ότι η αιθαλώδεις, θολή ατμόσφαιρα που περιέχει ένα τοξικό μείγμα υδρογόνου, μεθανίου και υδροκυανίου. Οι επιστήμονες μέσω του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble της NASA βρήκαν στοιχεία ότι αυτή δεν είναι η αρχική ατμόσφαιρα του πλανήτη και ότι το πρώτη διαλύθηκε από την ακτινοβολία του κοντινού γονικού αστεριού. Η λεγόμενη «δευτερογενή ατμόσφαιρα» πιστεύεται ότι προέρχεται από την λιωμένη λάβα κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη τα αέρια της οποίας διαρρέουν συνεχώς μέσω ηφαιστειακών ρωγμών. Τα αέρια που διαπερνούν αυτές τις ρωγμές φαίνεται να την ανανεώνουν συνεχώς, αλλιώς ο πλανήτης θα ήταν τελείως χωρίς ατμόσφαιρα. Είναι η πρώτη φορά που μια δευτερεύουσα ατμόσφαιρα έχει εντοπιστεί σε έναν κόσμο έξω από το ηλιακό μας σύστημα.
Ο πλανήτης GJ 1132 b, υποτίθεται ότι ξεκίνησε ως ένας αέριος κόσμος με μια παχιά ατμόσφαιρα υδρογόνου. Ξεκινώντας με μια διάμετρο αρκετές φορές τη διάμετρο της Γης, αυτός ο λεγόμενος «υπο-Ποσειδώνας» πιστεύεται ότι έχασε γρήγορα την αρχέγονη ατμόσφαιρα υδρογόνου και ηλίου λόγω της έντονης ακτινοβολίας του καυτού, νεαρού αστεριού γύρω από το οποίο περιστρέφεται. Σε σύντομο χρονικό διάστημα, ένας τέτοιος πλανήτης θα απογυμνωθεί σε έναν πυρήνα με το μέγεθος της Γης. Τότε τα πράγματα έγιναν ενδιαφέροντα. Προς έκπληξη των αστρονόμων, το Hubble παρατήρησε μια ατμόσφαιρα η οποία, σύμφωνα με τη θεωρία τους, είναι μια «δευτερογενή ατμόσφαιρα» που υπάρχει τώρα. Με βάση έναν συνδυασμό άμεσων παρατηρησιακών στοιχείων και συμπερασμάτων μέσω μοντέλων υπολογιστών, η ομάδα αναφέρει ότι η ατμόσφαιρα αποτελείται πλέον από μοριακό υδρογόνο, κυανιούχο υδρογόνο, μεθάνιο και περιέχει επίσης θολότητα αερολύματος. Η μοντελοποίηση υποδηλώνει ότι η ομίχλη αερολύματος βασίζεται σε φωτοχημικά παραγόμενους υδρογονάνθρακες, παρόμοιες με την αιθαλομίχλη στη Γη. Οι επιστήμονες ερμηνεύουν το τρέχον ατμοσφαιρικό υδρογόνο στον GJ 1132 b ως υδρογόνο από την αρχική ατμόσφαιρα που απορροφήθηκε στον λιωμένο μανδύα του πλανήτη και τώρα απελευθερώνεται αργά μέσω ηφαιστειακών διεργασιών για να σχηματίσει μια νέα ατμόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα που βλέπουμε σήμερα πιστεύεται ότι ανανεώνεται συνεχώς για να εξισορροπεί το υδρογόνο που διαφεύγει στο διάστημα.
Αρχικά οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτοί οι πολύ εκτεθειμένοι στην ακτινοβολία πλανήτες είναι αρκετά βαρετοί επειδή χάνουν γρήγορα την ατμόσφαιρα τους. Η ανακάλυψη του συγκεκριμένου πλανήτη όμως έδειξε ότι υπάρχει μια ατμόσφαιρα εκεί που λογικά δεν θα έπρεπε! Τώρα πλέον αναρωτιούνται πόσοι βραχώδεις πλανήτες δεν ξεκινούν ως τέτοιοι αλλά ως υπο-Ποσειδώνες και γίνονται «γήινοι» μέσω ενός μηχανισμού που εξατμίζει την αρχέγονη ατμόσφαιρα. «Αυτή η διαδικασία συμβαίνει νωρίς στη ζωή ενός πλανήτη, όταν το αστέρι είναι ακόμα πολύ θερμό», δήλωσε ο κύριος συγγραφέας της μελέτης Mark Swain της JPL. «Στη συνέχεια, το αστέρι κρυώνει και ο πλανήτης παραμένει εκεί. Έτσι έχουμε αυτόν τον μηχανισμό που ‘μαγειρεύει’ την ατμόσφαιρα τα πρώτα 100 εκατομμύρια χρόνια και στη συνέχεια τα πράγματα ηρεμούν. Και αν μπορεί να αναζωογονηθεί η ατμόσφαιρα, τότε μπορεί να διατηρηθεί».
Ο GJ 1132 b και η Γη Και οι δύο έχουν παρόμοιες πυκνότητες, παρόμοια μεγέθη και παρόμοιες ηλικίες, περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών. Και οι δύο ξεκίνησαν με ατμόσφαιρα που κυριαρχείται από υδρογόνο, και οι δύο ήταν ζεστοί πριν κρυώσουν. Η δουλειά της ομάδας δείχνει ακόμη ότι ο GJ 1132 b και η Γη έχουν παρόμοια ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια. Αλλά οι πλανήτες έχουν πολύ διαφορετικές ιστορίες σχηματισμού. Η Γη δεν θεωρείται ότι είναι ο επιζών πυρήνας ενός υπο-Ποσειδώνα. Η Γη περιστρέφεται σε μια άνετη απόσταση από τον Ήλιο μας. Ο GJ 1132 b είναι τόσο κοντά στο κόκκινο νάνο που ολοκληρώνει μια τροχιά γύρω από το αστέρι του μία φορά κάθε μιάμιση μέρα. Αυτή η εξαιρετικά κοντινή απόσταση διατηρεί τον GJ 1132 b κλειδωμένο παλιρροϊκά, δείχνοντας συνεχώς το ίδιο πρόσωπο στο αστέρι του - όπως το φεγγάρι έχει το ένα ημισφαίριο στραμμένο μόνιμα προς την Γη.
Η κίνηση του πλανήτη, εξηγεί και τον υγρό και ηφαιστειακά ενεργό μανδύα του. Η παλιρροϊκή θέρμανση είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει μέσω της τριβής, όταν η ενέργεια από την περιφορά και την περιστροφή ενός πλανήτη διασκορπίζεται ως θερμότητα μέσα στον πλανήτη. Ο GJ 1132 b βρίσκεται σε ελλειπτική τροχιά και οι παλιρροϊκές δυνάμεις που δρουν σε αυτόν είναι ισχυρότερες όταν είναι πιο κοντά παρά πιο μακριά από το αστέρι του. Τουλάχιστον ένας άλλος πλανήτης στο σύστημα του αστεριού έλκει επίσης βαρυτικά τον πλανήτη. Οι συνέπειες είναι ότι ο πλανήτης συμπιέζεται ή τεντώνεται μέσω αυτής της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Αυτή η παλιρροϊκή θέρμανση διατηρεί το μανδύα υγρό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ένα κοντινό παράδειγμα στο δικό μας ηλιακό σύστημα είναι το φεγγάρι Io του Δία, το οποίο έχει συνεχή ηφαιστειακή δραστηριότητα λόγω παλιρροϊκής διελκυστίνδας από τον Δία και τα γειτονικά φεγγάρια του Δία.
Λαμβάνοντας υπόψη το ζεστό εσωτερικό του GJ 1132 b, η ομάδα πιστεύει ότι η πιο δροσερή, υπερκείμενη κρούστα του πλανήτη είναι εξαιρετικά λεπτή, ίσως πάχους μερικών εκατοντάδων ποδιών και είναι αδύνατο να υποστηρίξει οτιδήποτε μοιάζει με ηφαιστειακά βουνά. Το επίπεδο έδαφος του επίσης θα ρηγματώνεται σαν κέλυφος αυγού λόγω της παλιρροϊκής κάμψης. Το υδρογόνο και τα άλλα αέρια θα μπορούσαν να απελευθερωθούν μέσω αυτών των ρωγμών από το εσωτερικό του. Το μελλοντικό διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA θα έχει τη δυνατότητα να παρατηρήσει αυτόν τον εξωπλανήτη. Η υπέρυθρη ‘όραση’ του Webb μπορεί να επιτρέψει στους επιστήμονες να δουν κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. «Εάν υπάρχουν λίμνες μάγματος ή ηφαιστειακή δραστηριότητα, κάποιες περιοχές θα είναι πιο ζεστές», εξήγησε ο Swain. «Αυτές οι περιοχές θα δημιουργούν περισσότερες εκπομπές αερίων και έτσι θα εξετάσουμε δυνητικά την πραγματική γεωλογική δραστηριότητα ενός μακρινού κόσμου - κάτι που είναι συναρπαστικό!».
Τα ευρήματα της ομάδας θα δημοσιευτούν σε επόμενο τεύχος του The Astronomical Journal.
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Credit: NASA, ESA, and R. Hurt (IPAC/Caltech).
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Πιθανά ένας γιγαντιαίος πλανήτης, βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το λαμπερό άστρο Βέγα!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου