Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb έχει καταγράψει τα πρώτα σαφή στοιχεία διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη εκτός του Ηλιακού Συστήματος. Το εύρημα όχι μόνο παρέχει δελεαστικές υποδείξεις για το πώς σχηματίστηκε ο εξωπλανήτης, αλλά είναι επίσης προάγγελος για το τι θα ακολουθήσει καθώς το Webb μελετά όλο και περισσότερους εξωγήινους κόσμους. Η νέα εργασία αναμένεται να δημοσιευτεί στο Nature τις επόμενες ημέρες. Τα νέα δεδομένα που οδήγησαν στην ανακάλυψη ώθησαν τον Jessie Christiansen, έναν αστρονόμο στο Ινστιτούτο Επιστήμης Εξωπλανητών της NASA στο Caltech στο Πασαντίνα, για να τα περιγράψει ως «υπέροχα».
Η γραφική παράσταση, ή το φάσμα, αποκαλύπτει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη WASP-39b, που οι επιστήμονες αποκαλούν «καυτό Δία», επειδή είναι ελαφρώς μεγαλύτερος σε διάμετρο από τον Δία, αλλά περιφέρεται γύρω από το άστρο του πολύ πιο κοντά από ό,τι ο Ερμής σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, με αποτέλεσμα να έχει πολύ υψηλή θερμοκρασία. Ο πλανήτης, ο οποίος απέχει πάνω από 200 parsec από τη Γη, ανακαλύφθηκε αρχικά κατά τη διάρκεια επίγειων παρατηρήσεων και αργότερα εντοπίστηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, το οποίο λειτουργούσε μεταξύ 2003 και 2020. Τα δεδομένα από το τελευταίο υποδηλώνουν ότι η ατμόσφαιρα του WASP-39 b μπορεί να περιέχει διοξείδιο του άνθρακα, αλλά ήταν ασαφείς.
Μετά ήρθε το τηλεσκόπιο James Webb. Για λίγο περισσότερο από οκτώ ώρες στις 10 Ιουλίου, το υπέρυθρο τηλεσκόπιο παρατήρησε τον πλανήτη να κινείται μπροστά από το δίσκο του μητρικού του αστέρα. Όπως και έγινε, το αστρικό φως έλαμψε μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη, όπου διάφορα μόρια απορρόφησαν συγκεκριμένα μήκη κύματος υπέρυθρου φωτός. Οι αστρονόμοι αναρωτήθηκαν αν το διοξείδιο του άνθρακα θα εμφανιζόταν ως ενδεικτική λάμψη στο φάσμα. «Και ήταν εκεί – απλώς φάνηκε στην οθόνη του υπολογιστή», είπε η Natalie Batalha, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Santa Cruz (UCSC), η οποία ηγείται της ομάδας Transiting Exoplanet Early Release Science του Webb.
Μυστηριώδεις καταβολές
Το αποτέλεσμα ενίσχυσε την πεποίθηση ότι το Webb θα είναι επαναστατικό για την έρευνα εξωπλανητών. Μόνο τον πρώτο χρόνο λειτουργίας του, το τηλεσκόπιο ανέλαβε να παρατηρήσει 76 εξωπλανήτες, αλλά ο τελικός απολογισμός θα μπορούσε να ανέλθει σε εκατοντάδες. Θα κοιτάξει μέσα από τις ατμόσφαιρες γιγάντων αερίων και μικρών, βραχωδών κόσμων που θα μπορούσαν να είναι σαν τη Γη.
Αλλά η εύρεση του διοξειδίου του άνθρακα είναι επίσης εντυπωσιακή από μόνη της. «Από επιστημονική άποψη, είναι εξαιρετικά συναρπαστικό», λέει ο Jonathan Fortney, διευθυντής του Εργαστηρίου Άλλων Κόσμων στο UCSC και συν-συγγραφέας της εργασίας. Είναι ασφαλές να περιμένουμε ότι ένας πλανήτης όπως ο Δίας, ο οποίος σχηματίστηκε από τον ίδιο δίσκο υλικού με τον αστέρα του, θα είχε περίπου την ίδια χημική σύνθεση με αυτόν τον αστέρα. Αλλά αυτό σαφώς δεν ισχύει στο Ηλιακό μας Σύστημα, ούτε ισχύει για το WASP-39 b. Το ισχυρό σήμα διοξειδίου του άνθρακα του εξωπλανήτη υποδηλώνει ότι είναι εμπλουτισμένος με στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο, τα οποία συνήθως αποτελούν τα αστέρια. Το ερώτημα είναι γιατί;
«Εκεί η ιστορία αρχίζει να γίνεται ενδιαφέρουσα», λέει η Batalha. Είναι πιθανό ότι όταν ο WASP-39 b ήταν νέος, να βομβαρδίστηκε με κομήτες και αστεροειδείς, οι οποίοι θα μπορούσαν να έχουν παραδώσει βαρύτερα στοιχεία όπως άνθρακα και οξυγόνο. Είναι ενδιαφέρον ότι ο εξωπλανήτης φαίνεται να έχει τις ίδιες ποσότητες βαρέων στοιχείων με τον Κρόνο, για τον οποίο οι αστρονόμοι πιστεύουν επίσης ότι υπέστη βίαιη νεότητα.
Θα μπορούσε, επίσης, η απάντηση να είναι ότι ο WASP-39 b σχηματίστηκε από υλικά στις ψυχρές εξωτερικές περιοχές του πλανητικού συστήματός του και στη συνέχεια μετανάστευσε προς τα μέσα. Στο τελευταίο σημείο «ανάπαυσής» του, στριμώχτηκε στο άστρο υποδοχής του, το οποίο θα μπορούσε να έχει εκτοξεύσει μέρος του υδρογόνου στην ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη – συγκεντρώνοντας βαρύτερα στοιχεία για να τον κάνει να φαίνεται πιο πλούσιος σε διοξείδιο του άνθρακα. Οι Fortney, Batalha και οι συνάδελφοί τους εργάζονται επί του παρόντος σε τέσσερις εργασίες που θα αναλύσουν το φάσμα του πλανήτη με πολύ περισσότερες λεπτομέρειες και θα διερευνήσουν περαιτέρω αυτές τις πιθανότητες.
Τα δομικά στοιχεία της ζωής
Ο εντοπισμός διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη είναι ένα σκαλοπάτι για την ανίχνευση ζωής πέρα από τη Γη. Φυσικά οι αστρονόμοι δεν περιμένουν ότι ο WASP-39 b είναι ικανός να φιλοξενήσει ζωή – είναι πολύ κοντά στον αστέρα του. Δεν περιμένουν καν ότι το τηλεσκόπιο Webb θα βρει σίγουρα ζωή σε άλλο πλανήτη. Αλλά η χρήση του Webb για την ανίχνευση του διοξειδίου του άνθρακα βοηθά να τεθούν τα θεμέλια για μελλοντικές ανακαλύψεις.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ένα μείγμα διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη θα μπορούσε να είναι ένας δείκτης ζωής – μια λεγόμενη βιοϋπογραφή. Έτσι, το σήμα του WASP-39 b είναι «στα μισά του δρόμου για μια καλή βιοϋπογραφή», λέει ο Christiansen. Η ομάδα της Batalha κατασκεύασε ένα μοντέλο που προβλέπει ότι η ατμόσφαιρα του πλανήτη περιέχει επίσης νερό, μονοξείδιο του άνθρακα και υδρόθειο — αλλά λίγο μεθάνιο.
Τελικά, η ανίχνευση της ζωής θα απαιτήσει πιθανώς ένα ακόμη πιο προηγμένο παρατηρητήριο από τον Webb. Αλλά, λέει η Batalha, «αυτή είναι μια πραγματικά σημαντική φάση που πρέπει να περάσουμε για να είμαστε έτοιμοι για αυτήν την τεχνολογία στο μέλλον».
Η εργασία βρίσκεται εδώ
Περισσότερα εδώ
