Πλανήτες Ελαφρύτεροι από Μαλλί Ζάχαρης;
Πρέπει να σας πω κάτι που με ενθουσίασε αυτή την εβδομάδα. Αστρονόμοι ανακάλυψαν δύο πλανήτες στο διάστημα που είναι — κρατηθείτε — λιγότερο πυκνοί από το μαλλί ζάχαρης. Ναι, το διαβάσατε σωστά. Υπάρχει επιστημονική απόδειξη ότι κάπου εκεί έξω, στον αστερισμό Volans (ο Ιχθύς Πετάς, για τους περίεργους), υπάρχουν κόσμοι που αιωρούνται πιο αφράτοι από την καραμελωμένη ζάχαρη που πουλάνε στα πανηγύρια.
Η ομάδα, με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και συνεργάτες από Γαλλία και Βρετανία, δημοσίευσε τα ευρήματά της πρόσφατα. Και ειλικρινά; Θεωρώ ότι αυτή είναι μια από τις πιο εντυπωσιακές διαστημικές ανακαλύψεις του τελευταίου καιρού.
Γνωρίστε τον TOI-791 b και τον TOI-791 c
Τι έχουμε λοιπόν εδώ; Δύο πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από ένα άστρο περίπου 1.110 έτη φωτός μακριά από εμάς. Έχουν περίπου το μέγεθος του Δία — ενός από τους μεγαλύτερους πλανήτες του δικού μας ηλιακού συστήματος — αλλά εδώ αρχίζει το ενδιαφέρον.
Ο Δίας είναι βαρύς. Έχει πυκνότητα περίπου 1,33 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Συμπαγής, ογκώδης, πλανητικός. Συγκρίνετέ τον με αυτούς τους νεοφερμένους: ο ένας έχει πυκνότητα μόλις 0,038 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, και ο άλλος 0,047. Αυτό σημαίνει ότι ο Δίας είναι περίπου 28 έως 35 φορές πιο πυκνός από αυτά τα δίδυμα μαλλί ζάχαρης.
Για αναφορά, το ίδιο το μαλλί ζάχαρης έχει πυκνότητα περίπου 0,05 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Αν μπορούσατε λοιπόν να επιπλεύσετε ένα κομμάτι πανηγυρίστικης καραμελωμένης ζάχαρης στο διάστημα, θα ήταν τεχνικά πιο πυκνό από αυτούς ολόκληρους τους πλανήτες. Πόσο τρελό είναι αυτό;
Οι Πολίτες Επιστήμονες που τα Εντόπισαν Πρώτοι
Κάτι που λατρεύω σε αυτή την ιστορία: απλοί άνθρωποι βοήθησαν να ανακαλυφθούν αυτοί οι πλανήτες. Το πρόγραμμα Planet Hunters TESS — μια πρωτοβουλία πολίτης-επιστήμης όπου εθελοντές αναλύουν δεδομένα από διαστημικά τηλεσκόπια — εντόπισε πρώτο αυτούς τους κόσμους το 2019 και το 2023. Αποδεικνύει ότι δεν χρειάζεσαι διδακτορικό για να συνεισφέρεις σε πραγματικές αστρονομικές ανακαλύψεις.
Τα δεδομένα προήλθαν από τον δορυφόρο TESS της NASA, που παρακολουθεί άστρα για μικρές πτώσεις φωτεινότητας που μπορεί να σημαίνουν πλανήτη που περνά μπροστά τους. Όταν αυτές οι πτώσεις εμφανίστηκαν στο σύστημα TOI-791, οι ερευνητές κατάλαβαν ότι είχαν κάτι ενδιαφέρον στα χέρια τους.
Γιατί η Ανταρκτική Ήταν Κρίσιμη
Εδώ υπάρχει μια λεπτομέρεια που με συγκλόνισε: μέρος αυτής της ανακάλυψης έγινε δυνατό χάρη σε παρατηρήσεις από την Ανταρκτική. Συγκεκριμένα, ένα τηλεσκόπιο στον Σταθμό Concordia, το ASTEP, παρακολουθούσε αυτό το σύστημα για χρόνια.
Γιατί όμως η Ανταρκτική; Οι πλανήτες χρειάζονται πάνω από 11 ώρες για να διασχίσουν το άστρο τους — 11 ώρες! Είναι απίστευτα μεγάλο διάστημα για παρατήρηση διάβασης. Τα περισσότερα επίγεια τηλεσκόπια δεν μπορούν να παρακολουθήσουν τόσο πολύ χωρίς διακοπές από το φως της ημέρας ή τον καιρό. Αλλά η Ανταρκτική έχει μήνες συνεχούς σκότους τον χειμώνα. Οι ερευνητές μπορούσαν κυριολεκτικά να παρακολουθούν αυτούς τους πλανήτες να διασχίζουν το άστρο τους για ώρες χωρίς να σταματήσουν. Σύμφωνα με τη μελέτη, αυτές είναι οι μακρύτερες συνεχείς παρατηρήσεις διάβασης πλανητών που έχουν γίνει ποτέ από το έδαφος.
Αυτή είναι αφοσίωση. Ανταρκτικοί αστρονόμοι που αντέχουν σκληρές συνθήκες απλά για να παρακολουθήσουν κάποιους πλανήτες να περνάνε. Σέβομαι αυτό το επίπεδο δέσμευσης στην επιστήμη.
Χορεύουν ο Ένας Γύρω από τον Άλλο
Αυτοί οι πλανήτες δεν αιωρούνται ανεξάρτητα — είναι κλειδωμένοι σε ένα βαρυτικό βαλς. Συγκεκριμένα, βρίσκονται σε αυτό που ονομάζεται 5:3 μέση-κίνηση αρμονία. Τι σημαίνει αυτό απλά; Για κάθε πέντε φορές που ο εσωτερικός πλανήτης ολοκληρώνει μια τροχιά, ο εξωτερικός πλανήτης ολοκληρώνει σχεδόν ακριβώς τρεις. Συνεχώς έλκουν ο ένας τον άλλο καθώς περιστρέφονται γύρω από το άστρο τους, και αυτές οι βαρυτικές ώθησεις δημιουργούν μικροσκοπικές διαφορές χρονισμού στο πότε συμβαίνει κάθε διάβαση.
Οι επιστήμονες μέτρησαν αυτές τις μικροσκοπικές χρονικές μετατοπίσεις για να υπολογίσουν τις μάζες των πλανητών. Είναι εξαιρετικά έξυπνο — σαν να ακούς δύο μουσικούς να παίζουν ελαφρώς εκτός ρυθμού και να χρησιμοποιείς αυτή την πληροφορία για να καταλάβεις πού στέκεται ο καθένας.
Πώς Γίνεται και Ένας Ολόκληρος Πλανήτης να Είναι τόσο Ελαφρύς;
Εδώ τα πράγματα γίνονται πραγματικά μυστηριώδη. Πώς καταλήγεις με έναν ολόκληρο πλανήτη που είναι λιγότερο πυκνός από τη ζάχαρη άχνη;
Η κυρίαρχη θεωρία λέει ότι αυτοί οι πλανήτες έχουν τεράστιες ατμόσφαιρες από κυρίως υδρογόνο και ήλιο. Φανταστείτε το έτσι: έχεις έναν μικρό βραχώδη πυρήνα, αλλά γύρω του υπάρχει αυτό το τεράστιο, αφράτο περίβλημα αερίου. Αυτό το αέριο καταλαμβάνει πολύ χώρο αλλά δεν προσθέτει πολλή μάζα, με αποτέλεσμα μια συνολική πυκνότητα εκπληκτικά χαμηλή.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτές οι αφράτες ατμόσφαιρες μπορεί να σχηματίζονται όταν οι πλανήτες βρίσκονται πολύ πιο μακριά από το άστρο τους, σε ψυχρότερες περιοχές του πρωτοπλανητικού δίσκου — του περιστρεφόμενου νέφους αερίου και σκόνης που περιβάλλει νεαρά άστρα. Σε εκείνες τις παγωμένες εξωτερικές περιοχές, το αέριο μπορεί να συσσωρευτεί γύρω από έναν συμπαγή πυρήνα πολύ πιο εύκολα.
Το πρόβλημα; Αυτοί οι πλανήτες φαίνεται να είναι πολύ πιο κοντά στο άστρο τους τώρα από όπου πιθανότατα σχηματίστηκαν. Κάτι λοιπόν πρέπει να τους τράβηξε προς τα μέσα με την πάροδο του χρόνου. Αλλά τι; Αυτό είναι το παζλ που προσπαθούν ακόμα να λύσουν οι επιστήμονες.
Υπάρχουν Μόνο Λίγοι
Θέλετε να καταλάβετε πόσο σπάνιοι είναι αυτοί οι υπερ-φουσκωτοί πλανήτες; Μόνο τέσσερα άλλα πλανητικά συστήματα σε ολόκληρο το σύμπαν είναι γνωστό ότι περιέχουν πολλαπλούς υπερ-φουσκωτούς πλανήτες. Τέσσερα! Ανάμεσα σε δισεκατομμύρια άστρα εκεί έξω, μπορούμε να τους μετρήσουμε στα δάχτυλα. Γι' αυτό η ανακάλυψη δύο μαζί στο σύστημα TOI-791 είναι τόσο σημαντική — είναι μια εξαιρετικά σπάνια ευκαιρία να μελετήσουμε πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται αυτοί οι ασυνήθιστοι κόσμοι.
Ο Δρ. George Dransfield από την Οξφόρδη το είπε ωραία: "Μόνο λίγοι από αυτούς τους υπερ-φουσκωτούς πλανήτες είναι γνωστοί, και είναι ακόμα πιο σπάνιο να βρεις δύο στο ίδιο σύστημα. Οι εξαιρετικά χαμηλές πυκνότητές τους τους καθιστούν συναρπαστικούς στόχους για την κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξης των πλανητικών συστημάτων."
Τι Ακολουθεί;
Η ομάδα θέλει να στρέψει το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb σε αυτούς τους κόσμους για να δει τι υπάρχει στις ατμόσφαιρές τους. Ελπίζουν να εντοπίσουν ενώσεις άνθρακα, αζώτου και οξυγόνου που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν στοιχεία για το από πού προήλθαν αυτοί οι πλανήτες και από τι αποτελούνται.
Δεν ξέρω για εσάς, αλλά εγώ πραγματικά ανυπομονώ να ακούσω τι θα βρουν. Το σύμπαν συνεχίζει να μας εκπλήσσει με κόσμους που δεν συμπεριφέρονται όπως περιμένουμε. Και ειλικρινά; Αυτό είναι που κάνει την αστρονομία τόσο συναρπαστική. Κάθε φορά που νομίζουμε ότι καταλαβαίνουμε πώς λειτουργούν οι πλανήτες, κάτι τέτοιο έρχεται και μας υπενθυμίζει πόσα έχουμε ακόμα να μάθουμε.
Λοιπόν, ένα μπράβο στους φουσκωτούς πλανήτες — τους γίγαντες από μαλλί ζάχαρης που αιωρούνται γύρω από ένα μακρινό άστρο, έτη φωτός μακριά από οτιδήποτε μπορούμε εύκολα να εξηγήσουμε. Συνέχισε έτσι, TOI-791 b και c. Είστε περίεργοι, και σας λατρεύουμε για αυτό.