Εδώ και χρόνια, οι επιστήμονες εξερευνούν τον ουρανό αναζητώντας μακρινούς πλανήτες και ενδείξεις ζωής. Οι προσπάθειές τους έχουν οδηγήσει σε αναρίθμητες συναρπαστικές ανακαλύψεις, ενισχύοντας την ανάπτυξη όλο και πιο εξελιγμένων μεθόδων για την εξερεύνηση του σύμπαντος.
Τα τηλεσκόπια και τα εργαλεία μέτρησης συνεχώς βελτιώνονται, αλλά οι πλανήτες μικρής μάζας που μοιάζουν με τη Γη συχνά παραμένουν άφαντοι.
Kepler-725c: Πλανήτες που ξεφεύγουν από τα παραδοσιακά μέσα εντοπισμού
Πολλοί παραμένουν εκτός ορατότητας επειδή η διάταξη της τροχιάς τους ή τα ανεπαίσθητα σήματά τους ξεφεύγουν από την «εμβέλεια» των παραδοσιακών μεθόδων εντοπισμού.
Η Leilei Sun, κύρια συγγραφέας από το Yunnan Observatories της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, μαζί με άλλους διεθνείς ερευνητές, αναγνώρισαν πρόσφατα μια υπερ-Γη με την ονομασία Kepler-725c.
Ανέλυσαν δεδομένα από ένα υπάρχον πλανητικό σύστημα χρησιμοποιώντας μια εξειδικευμένη στρατηγική που παρακάμπτει τους περιορισμούς που συνοδεύουν τις παραδοσιακές παρατηρήσεις με μεθόδους διέλευσης και ακτινικής ταχύτητας.
Πώς εντοπίζονται συνήθως οι εξωπλανήτες
Οι πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα, γνωστοί ως εξωπλανήτες, μπορούν να εντοπιστούν με διάφορους τρόπους.
Μια δημοφιλής μέθοδος, γνωστή ως μέθοδος διέλευσης, αναζητά μικρές πτώσεις στη φωτεινότητα ενός άστρου όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από αυτό, από την οπτική μας γωνία.
Οι μεγάλοι εξωπλανήτες με μικρούς τροχιακούς κύκλους, όπως ο Kepler-725c, είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν με αυτήν τη μέθοδο επειδή διέρχονται συχνά μπροστά από τα άστρα τους.
Οι μικρότεροι πλανήτες με μεγαλύτερες περιόδους τροχιάς είναι πιο δύσκολο να ανιχνευθούν. Η ευθυγράμμισή τους με τη γραμμή της όρασής μας είναι επίσης λιγότερο πιθανή, γι’ αυτό και συχνά παραμένουν κρυμμένοι.
Το μέγεθος του Kepler-725c εντυπωσιάζει
Οι ερευνητές εδώ και καιρό αναζητούν πλανήτες με μάζα έως και 10 φορές μεγαλύτερη από τη Γη. Αυτά τα ουράνια σώματα ίσως σχηματίζονται διαφορετικά από τους πιο βαρείς πλανήτες και θα μπορούσαν να μοιράζονται χαρακτηριστικά με γήινους κόσμους.
Το μέγεθος και η μάζα καθορίζουν το περιβάλλον ενός πλανήτη. Μια μάζα κοντά σε αυτή της Γης υποδηλώνει συνθήκες που αξίζει να μελετηθούν, όπως η ύπαρξη βραχωδών επιφανειών ή η πιθανή διατήρηση νερού.
Ορισμένες ερευνητικές ομάδες επικεντρώνονται στη μέθοδο παραλλαγής του χρονισμού της διέλευσης (TTV). Αυτή η στρατηγική παρακολουθεί πώς η βαρύτητα ενός πλανήτη επηρεάζει την τροχιά ενός άλλου, προκαλώντας μετατοπίσεις στον χρονισμό των κανονικών διελεύσεών του.
«Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι η μέθοδος παραλλαγής του χρονισμού διέλευσης επιτρέπει τον εντοπισμό και την ακριβή μέτρηση της μάζας μιας υπερ-Γης/μίνι-Ποσειδώνα εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενός άστρου παρόμοιου με τον Ήλιο», έγραψε η Sun.
Ανέλυσαν τις μεταβολές στις διελεύσεις του Kepler-725b, ενός θερμού Δία, για να εντοπίσουν τον Kepler-725c που κρυβόταν στο ίδιο σύστημα.
Ο Kepler-725c μπορεί να υποστηρίζει ζωή
Επειδή δεν εξαρτάται από ορατές διελεύσεις ή ακριβείς μεταβολές ταχύτητας, η TTV προσφέρει έναν τρόπο εντοπισμού πλανητών που διαφεύγουν των άλλων εργαλείων.
Είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για συστήματα όπου μόνο ένας πλανήτης φαίνεται να περνά μπροστά από το άστρο, αλλά η κίνησή του υποδηλώνει την παρουσία κι άλλου.
Σε τέτοιες περιπτώσεις, τα βαρυτικά αποτελέσματα λειτουργούν σαν ψίχουλα που οδηγούν τους επιστήμονες σε κρυμμένους συνοδούς. Η ανίχνευση του Kepler-725c δείχνει ότι, ακόμη και χωρίς άμεση παρατήρηση, μπορούμε να συγκροτήσουμε μια ακριβή εικόνα της τροχιάς και του μεγέθους ενός πλανήτη.
Ο Kepler-725c βρίσκεται περίπου 2.472 έτη φωτός από τη Γη και περιστρέφεται γύρω από ένα άστρο τύπου G9V σε περίπου 207,5 ημέρες. Η πορεία του τον φέρνει εντός της κατοικήσιμης ζώνης σε μέρος της τροχιάς του και δέχεται περίπου 1,4 φορές την ηλιακή ακτινοβολία που λαμβάνει η Γη σε 1 αστρονομική μονάδα.
Η τροχιακή του απόσταση γύρω στα 0,674 AU μπορεί να επιτρέπει μέτριες θερμοκρασίες, αν και πολλοί άλλοι παράγοντες επηρεάζουν την κατοικησιμότητα.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να συνεχίσουν να μελετούν τη διασύνδεση θερμότητας, αστρικών μεταβολών και σύνθεσης ατμόσφαιρας, όποτε είναι δυνατόν.
Νέες αποστολές για υπερ-Γαίες
Αυτή η ανακάλυψη έρχεται σε μια περίοδο όπου διαστημικές υπηρεσίες ετοιμάζουν αποστολές για τη μελέτη μικρότερων πλανητών γύρω από άστρα παρόμοια με τον Ήλιο.
Η ευρωπαϊκή αποστολή PLATO και άλλα παρόμοια μελλοντικά προγράμματα ενδέχεται να παράγουν περισσότερα δεδομένα που εναρμονίζονται με τις εξερευνήσεις βασισμένες στην TTV.
Οι επιστήμονες βλέπουν αυτή την ευκαιρία ως ένα βήμα για να ανασυνθέσουν τις συνθήκες που θα μπορούσαν να υποστηρίζουν ζωή.
Με την ακριβή προσδιορισμό μάζας και τροχιάς, η μέθοδος TTV μπορεί να περιγράψει τις ιδιότητες ενός πλανήτη και τη θέση του στο κοσμικό παζλ, χωρίς τα εμπόδια των παραδοσιακών μεθόδων εντοπισμού.
Η «Γη 2.0» πλησιάζει στο προσκήνιο
Η ανίχνευση του Kepler-725c με τη χρήση της TTV προσφέρει στους επιστήμονες έναν πρακτικό τρόπο για την αναζήτηση περισσότερων μη διαβατικών πλανητών που βρίσκονται στις κατοικήσιμες ζώνες των άστρων τους.
Αυτοί οι κόσμοι είναι δύσκολο να εντοπιστούν απευθείας, αλλά θα μπορούσαν να πληρούν αρκετές προϋποθέσεις για ζωή.
Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι οι μελλοντικές αποστολές θα συνδυαστούν ιδανικά με αυτή τη μέθοδο, ανοίγοντας τον δρόμο για την ανακάλυψη μικρών πλανητών με μακρές τροχιές που παραμένουν αόρατοι για τις παλιότερες τεχνικές.
Αυτές οι ανακαλύψεις μπορεί να βελτιώσουν τον τρόπο με τον οποίο στοχεύουμε πιθανούς γήινους πλανήτες σε όλο τον γαλαξία.
Παρά τα καλύτερα εργαλεία και τις νέες στρατηγικές, η επιβεβαίωση της κατοικησιμότητας παραμένει μια αργή διαδικασία. Χρειαζόμαστε ακόμη άμεση απεικόνιση ή δεδομένα για την ατμόσφαιρα ώστε να πούμε με βεβαιότητα αν ένας πλανήτης όπως ο Kepler-725c μπορεί να υποστηρίζει ζωή.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα δεδομένα που διαθέτουμε είναι υποδείξεις και όχι απαντήσεις. Η μάζα, η τροχιά και η ακτινοβολία προσφέρουν χρήσιμα στοιχεία, αλλά δεν μας αποκαλύπτουν αν υπάρχει νερό, οξυγόνο ή σταθερή επιφάνεια – πράγματα απαραίτητα για τη ζωή όπως την ξέρουμε.
Η ομάδα πίσω από την ανακάλυψη του Kepler-725c
Η ερευνητική ομάδα περιλαμβάνει επιστήμονες από τα Yunnan Observatories, το Hamburg Observatory, το Xi’an Jiaotong-Liverpool University, και το Nanjing Institute of Astronomical Optics and Technology. Η κοινή τους προσπάθεια αντικατοπτρίζει το αυξανόμενο παγκόσμιο ενδιαφέρον για την παρακολούθηση των ανεπαίσθητων πλανητικών σημάτων σε μακρινά πλανητικά συστήματα.
Η χρηματοδότηση της εργασίας προήλθε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας και το Ερευνητικό Πρόγραμμα Θεμελιώδους Έρευνας της Yunnan, υποστηρίζοντας την ανάλυση δεδομένων και τις μακροχρόνιες προσπάθειες μοντελοποίησης.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.
