Καλλιτεχνική απεικόνιση του βραχώδους πλανήτη γύρω από τον Ν Νάνο Gliese 876. Πιστοποίηση εικόνας: NSF. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Στη βιασύνη της γης που είναι γνωστή ως εξωηλιακό κυνήγι πλανητών, το πιο πολύτιμο ακίνητο διαφημίζεται ως "Γήινο". Τη Δευτέρα 13 Ιουνίου, οι επιστήμονες αγωνίστηκαν για να φυτέψουν τη σημαία τους σε ένα φλεγόμενο κομμάτι βράχου σε τροχιά γύρω από ένα κόκκινο αστέρι.
Αυτός ο πρόσφατα ανακαλυφθείς πλανήτης είναι περίπου επτά φορές η μάζα της Γης, και ως εκ τούτου ο μικρότερος εξωηλιακός πλανήτης βρέθηκε σε τροχιά γύρω από μια κύρια ακολουθία, ή «νάνος» αστέρι (αστέρια, όπως ο ήλιος μας, που καίνε υδρογόνο).
Υπάρχουν ακόμη μικρότεροι πλανήτες που είναι γνωστό ότι υπάρχουν πέρα από το ηλιακό μας σύστημα, αλλά έχουν την ατυχία να περικυκλώνουν τους πάλσαρ, αυτούς τους γρήγορα περιστρεφόμενους φλοιούς των αστεριών που πεθαίνουν. Αυτοί οι πλανήτες δεν πιστεύεται ότι είναι κατοικήσιμοι εξ αποστάσεως, λόγω της έντονης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τα πάλσαρ.
Οι πλανήτες που είναι δέκα γήινες μάζες ή λιγότερο πιστεύεται ότι είναι βραχώδεις, ενώ πιο ογκώδεις πλανήτες είναι πιθανώς αέρια, καθώς η ισχυρότερη βαρύτητά τους σημαίνει ότι συλλέγουν και συγκρατούν περισσότερο αέριο κατά τη διάρκεια του πλανητικού σχηματισμού. Έχουν βρεθεί 155 εξωηλιακοί πλανήτες μέχρι στιγμής, αλλά οι περισσότεροι έχουν μάζες που είναι πιο συγκρίσιμες με τον αέριο Δία από τη βραχώδη Γη (ο Δίας είναι 318 φορές η μάζα της Γης).
Αν και αυτός ο νέος πλανήτης διαφημίζεται ως γήινος λόγω της σχετικά χαμηλής μάζας του, οι γήινοι δεν θα ήθελαν να νοικιάσουν ένα σπίτι εκεί σύντομα. Για ένα πράγμα, το σπίτι θα λιώσει. Οι επιφανειακές θερμοκρασίες που υπολογίζονται για αυτόν τον πλανήτη - 200 έως 400 βαθμούς Κελσίου (400 έως 750 βαθμούς Φαρενάιτ) - οφείλονται στην κοντινή απόσταση των φιλιών του πλανήτη από το αστέρι του.
Ο πλανήτης βρίσκεται μόλις 0,021 AU από το αστέρι Gliese 876 (1 AU είναι η απόσταση μεταξύ της Γης και του ήλιου) και ολοκληρώνει μια τροχιά σε λιγότερο από δύο ημέρες της Γης. Ο κοντινότερος πλανήτης στον ήλιο στο δικό μας ηλιακό σύστημα - ο καυτό υδράργυρος - βρίσκεται σχεδόν 20 φορές πιο μακριά, σε τροχιά περίπου 0,4 AU.
«Επειδή ο πλανήτης βρίσκεται σε τροχιά δύο ημερών, θερμαίνεται σε θερμοκρασίες όπως ο φούρνος, οπότε δεν περιμένουμε τη ζωή», λέει ο μέλος της επιστημονικής ομάδας Paul Butler του Ινστιτούτου Carnegie της Ουάσιγκτον.
Στο ηλιακό μας σύστημα, η κατοικήσιμη ζώνη - η εύκρατη περιοχή όπου το νερό θα μπορούσε να υπάρχει ως υγρό στην επιφάνεια ενός πλανήτη - είναι περίπου 0,95 έως 1,37 AU, ή μεταξύ των τροχιών της Αφροδίτης και του Άρη. Το αστέρι Gliese 876 είναι περίπου 600 φορές λιγότερο φωτεινό από τον ήλιο μας, οπότε η προτεινόμενη κατοικήσιμη ζώνη είναι πολύ πιο κοντά, περίπου μεταξύ 0,06 και 0,22 AU.
Στα 0,021 AU, ο νέος πλανήτης είναι πολύ κοντά στο αστέρι για να βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη και επίσης υπόκειται σε μεγαλύτερες ποσότητες ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας όπως το υπεριώδες φως και οι ακτίνες Χ. Ενώ οι κόκκινοι νάνοι όπως το Gliese 876 εκπέμπουν χαμηλότερα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας από τα αστέρια όπως ο ήλιος μας, εκπέμπουν βίαιες ακτίνες X.
Μια άλλη επιπλοκή από μια τόσο κοντινή τροχιά είναι ότι ο πλανήτης μπορεί να κλειδωθεί παλιρροιακά, με την ίδια πλευρά του πλανήτη να βλέπει πάντα το αστέρι. Εκτός αν υπάρχει ουσιαστική ατμόσφαιρα για διανομή θερμότητας, η μία πλευρά του πλανήτη θα είναι ψημένη ενώ η άλλη θα παραμείνει κρύα.
Το Gliese 876 θεωρείται ηλικίας περίπου 11 δισεκατομμυρίων ετών, καθιστώντας το διπλάσιο από τον ήλιο μας. Αλλά κατά κάποιον τρόπο, ο Gliese είναι έφηβος του μεσήλικου ενήλικου ήλιου μας. Τα αστέρια της κατηγορίας G όπως ο ήλιος μας ζουν περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ οι κόκκινοι νάνοι κατηγορίας Μ πιστεύεται ότι ζουν για 100 δισεκατομμύρια χρόνια (παλαιότερα από την εποχή του σύμπαντος!).
Το μέλος της επιστημονικής ομάδας Geoff Marcy του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, λέει ότι οι αστέρες Μ χρειάζονται πολύ χρόνο για να κρυώσουν και να συρρικνωθούν στο κύριο μέγεθος και τη φωτεινότητα της ακολουθίας τους. Λέει ότι εάν ο πλανήτης μετανάστευσε προς τα μέσα στην σημερινή του κοντινή τροχιά, πιθανότατα έκανε αυτήν την κίνηση τα πρώτα εκατομμύρια χρόνια και στη συνέχεια υπέστη πολύ μεγαλύτερη ακτινοβολία από ό, τι επί του παρόντος για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Το Gliese 876 θεωρείται φτωχό σε μέταλλο (για έναν αστρονόμο, οποιοδήποτε στοιχείο βαρύτερο από το υδρογόνο και το ήλιο ταξινομείται ως «μέταλλο»). Ο σχηματισμός πλανητών μπορεί να σχετίζεται με τη μεταλλικότητα του άστρου, καθώς τόσο το αστέρι όσο και οι πλανήτες σχηματίζονται από το ίδιο αρχικό υλικό. Έτσι, ένας βραχώδης πλανήτης όπως η Γη, φτιαγμένος από στοιχεία όπως πυριτικά άλατα και σίδηρος, αναμένεται να περιστρέφεται γύρω από ένα αστέρι πλούσιο σε μέταλλα.
Παρά το γεγονός ότι είναι φτωχό σε μέταλλα, το Gliese 876 είναι ένα σύστημα πολλαπλών πλανητών. Δύο γιγαντιαίοι πλανήτες αερίου είναι γνωστοί σε τροχιά γύρω από το Gliese 876: ο εξόχως απόκεντρος πλανήτης είναι σχεδόν διπλάσιος από τη μάζα του Δία και σε τροχιά στα 0,21 AU. ο μεσαίος πλανήτης είναι περίπου η μισή μάζα του Δία, σε τροχιά περίπου 0,13 AU.
«Όλο το πλανητικό σύστημα είναι μια μικρογραφία του ηλιακού μας συστήματος», λέει η Marcy. «Το αστέρι είναι μικρό, οι τροχιές είναι μικρές και πιο κοντά είναι το μικρότερο από αυτά, όπως και η αρχιτεκτονική στο δικό μας ηλιακό σύστημα, με τους μικρότερους πλανήτες να περιστρέφονται γύρω από τους γίγαντες».
Έχουμε πολύ περισσότερο αγκώνα στο ηλιακό μας σύστημα. Ο υδράργυρος βρίσκεται πιο μακριά από τον ήλιο από τις συνδυασμένες αποστάσεις όλων αυτών των πλανητών. Οι πλανήτες στο σύστημα Gliese 876 είναι τόσο κοντά μεταξύ τους, αλληλεπιδρούν βαρυτικά μεταξύ τους. Αυτό το είδος της βαρυτικής σύγκρουσης ήταν το πώς οι επιστήμονες κατάφεραν να εντοπίσουν τους πλανήτες.
Κατά τη διάρκεια μιας τροχιάς, οι πλανήτες θα τραβήξουν βαρυτικά το αστέρι τους από διαφορετικές πλευρές. Οι επιστήμονες μετρούν την προκύπτουσα μετατόπιση στο φως του αστεριού για να προσδιορίσουν την ύπαρξη πλανητών σε τροχιά.
Για να μάθουν περισσότερα για τον μικρότερο πλανήτη του Gliese 876, οι επιστήμονες θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν μια άλλη τεχνική κυνηγιού πλανήτη που ονομάζεται φωτομετρία διέλευσης. Αυτή η μέθοδος εξετάζει πώς το φως ενός αστεριού φαίνεται να βυθίζεται όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από το αστέρι από το οπτικό πεδίο μας. Η έκλειψη του πλανήτη σε τροχιά επιτρέπει στους αστρονόμους να προσδιορίσουν τη μάζα και την ακτίνα αυτού του πλανήτη. Το να καρφιτσώσετε αυτούς τους αριθμούς υποδηλώνει την πυκνότητα του πλανήτη, η οποία στη συνέχεια υποδηλώνει από τι αποτελείται ο πλανήτης και αν ο πλανήτης είναι βραχώδης ή αέριος.
Η φωτομετρία διαμετακόμισης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μας πει τίποτα για πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το Gliese 876, ωστόσο, επειδή το σύστημα έχει κλίση 50 μοίρες από την άποψή μας. Αυτή η γωνία σημαίνει ότι οι πλανήτες δεν θα μπλοκάρουν κανένα από τα αστέρια που φτάνουν στη Γη.
Οι κόκκινοι νάνοι είναι ο πιο κοινός τύπος αστεριού στον γαλαξία μας, που περιλαμβάνει περίπου το 70 τοις εκατό όλων των αστεριών. Ωστόσο, από τους 150 κόκκινους νάνους που έχουν μελετήσει όλα αυτά τα χρόνια, η Marcy και ο Μπάτλερ βρήκαν μόνο πλανήτες σε τροχιά σε δύο από αυτούς. Επειδή οι περισσότεροι από τους πλανήτες που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής είναι γίγαντες φυσικού αερίου, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι κόκκινοι νάνοι είναι λιγότερο ικανοί να φιλοξενήσουν τέτοια είδη κόσμων.
Η Marcy λέει ότι θα συνεχίσει να παρακολουθεί το Gliese 876 για τυχόν υπαινιγμούς ενός τέταρτου ή πέμπτου πλανήτη. «Αυτό θα είναι σίγουρα ένα από τα αγαπημένα μας αστέρια από τώρα και στο εξής.»
Ένας αγώνας στη γραμμή τερματισμού
Το ερευνητικό έγγραφο που περιγράφει αυτήν την ανακάλυψη έχει υποβληθεί στο Astrophysical Journal. Οι επιστήμονες λένε ότι έλαβαν μια ευνοϊκή έκθεση προκαταρκτικού διαιτητή και αναμένουν ότι το έγγραφό τους θα γίνει αποδεκτό και στη συνέχεια θα δημοσιευτεί σε λίγους μήνες. Κατά τη διάρκεια της συνέντευξης τύπου της Δευτέρας, οι επιστήμονες ρωτήθηκαν γιατί αποφάσισαν να δημοσιοποιήσουν τα ευρήματά τους τώρα, προτού το έγγραφο γίνει αποδεκτό για δημοσίευση. Έγινε για να νικήσει άλλους κυνηγούς πλανήτη που μπορεί να είναι καυτοί στα τακούνια τους;
Η Marcy απάντησε ότι ήθελαν να αποτρέψουν τη διαρροή ειδήσεων για την ανακάλυψή τους. «Το γνωρίζαμε πριν από τρία χρόνια, το παρακολουθήσαμε ήσυχα, προσεκτικά, φυλάσσοντας το μυστικό ενώ διπλασιάζαμε και τριπλασιάσαμε. Τότε περίπου πριν από ένα μήνα μίλησα με τον Michael Turner, άτομα στο NSF (National Science Foundation), και από κοινού αποφασίσαμε ότι αυτή η ανακάλυψη ήταν τόσο εξαιρετική, ίσως αυτό που θα αποκαλούσατε ορόσημο στην πλανητική επιστήμη, που ήταν δύσκολο να φανταστεί κανείς να διατηρεί το καπάκι σε αυτό για πολύ περισσότερο. Αποφασίσαμε λοιπόν ότι, αντί να το διαρρέουμε στα μέσα ενημέρωσης, και να νιώθουμε ντρίμπλα, με μια εφημερίδα να το μαθαίνει νωρίς και ούτω καθεξής, ότι θα ήταν καλύτερα να το ανακοινώσουμε γρήγορα. "
Στη συνέχεια, ο Marcy ξεκίνησε την άμυνα για το γιατί πίστευε ότι το εύρημα τους ήταν σωστό και γρήγορα υποστηρίχθηκε από τα μέλη της ομάδας του. Ωστόσο, η ακρίβεια των ευρημάτων τους δεν αμφισβητήθηκε. Ίσως η έγκαιρη ανακοίνωσή τους, σε συνδυασμό με την ανάγκη μυστικότητας εκ των προτέρων, είναι απόδειξη του έντονου ανταγωνισμού που σηματοδότησε το κυνήγι του πλανήτη από την αρχή.
Η πρώτη εξωηλιακή ανακάλυψη πλανήτη ανακοινώθηκε στις 5 Οκτωβρίου 1995 από τον Δήμαρχο Michel και τον Didier Queloz του Παρατηρητηρίου της Γενεύης και οι Marcy και Butler επιβεβαίωσαν τις παρατηρήσεις την επόμενη εβδομάδα. Ένα πρόσφατο παράδειγμα του διαγωνισμού για την κατάκτηση άλλου εξωηλιακού πλανήτη "πρώτων" εμφανίστηκε το περασμένο καλοκαίρι, όταν στις 25 Αυγούστου 2004, ο Δήμαρχος, ο Nuno Santos και οι συνεργάτες του ανακοίνωσαν την ανακάλυψη του πρώτου εξωηλιακού πλανήτη μάζας Ποσειδώνα - εκείνη τη στιγμή ο μικρότερος εξωηλιακός πλανήτη που είναι γνωστό ότι περιστρέφεται σε ένα αστέρι σαν τον ήλιο. Αυτή η ανακοίνωση ήρθε λιγότερο από μια εβδομάδα προτού ανακοινωθούν δύο άλλες ανακαλύψεις πλανητών μάζας Ποσειδώνα από τους Marcy και Butler.
Ο Δήμαρχος και οι συνάδελφοί του έχουν επίσης μελετήσει το Gliese 876. Σε ένα συνέδριο αστρονομίας τον Ιούνιο του 1998, ο Δήμαρχος και η Marcy ανακοίνωσαν ανεξάρτητα τον εντοπισμό του πιο μαζικού γίγαντα φυσικού αερίου σε τροχιά γύρω από αυτό το αστέρι. Οι Marcy και Butler έδωσαν την πρώτη συνέχεια σε αυτό το εύρημα, ανακοινώνοντας την ανακάλυψη του δεύτερου γιγαντιαίου πλανήτη του αστεριού το 2001.
Η αποστολή Kepler, που πρόκειται να ξεκινήσει τον Ιούνιο του 2008, θα ψάξει για επίγειους πλανήτες σε τροχιά από μακρινά αστέρια. Η αποστολή ορίζει έναν πλανήτη μεγέθους Γης ως μεταξύ 0,5 και 2,0 μάζες της Γης ή μεταξύ 0,8 και 1,3 της διαμέτρου της Γης. Οι πλανήτες μεταξύ 2 και 10 μάζων της Γης, όπως ο πλανήτης που ανακοινώθηκε τη Δευτέρα, ορίζονται ως μεγάλοι επίγειοι πλανήτες.
Αρχική πηγή: Αστροβιολογία της NASA
