ARIEL: Η διαστημική αποστολή για τη μελέτη των ατμοσφαιρών των εξωπλανητών

Πώς σχετίζεται η χημική σύσταση της ατμόσφαιρας ενός εξωπλανήτη με το μητρικό του αστέρα; Η αποστολή ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) έχει σχεδιαστεί για να δώσει απάντηση στην ερώτηση, εξετάζοντας πλανητικές ατμόσφαιρες για να προσδιορίσει τη σύνθεση, τη θερμοκρασία και τις χημικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ένα μεγάλο δείγμα πλανητικών συστημάτων.

Με ειδική φασματοσκοπική μέθοδο (τεχνική) εξετάζονται τα φάσματα, καθώς γνωστοί εξωπλανήτες περνούν μπροστά και μετά πίσω από τους αστέρες τους. Οι ερευνητές θα χρησιμοποιήσουν το φως μετά το φιλτράρισμά του μέσα από την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη για να ξεκλειδώσουν τις χημικές διεργασίες που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα. Το ARIEL θα ερευνήσει περίπου 1.000 πλανητικά συστήματα τόσο στα ορατά όσο και στα υπέρυθρα μήκη κύματος, εξετάζοντας όχι μόνο τη χημεία αλλά και τις θερμικές συνθήκες που επηρεάζουν τη σύνθεσή τους. Η αποστολή θα μελετήσει υπερ-Γαίες και γίγανταες αερίου με θερμοκρασίες πάνω από 320 βαθμούς Κελσίου.

Σύμφωνα με σχετική έκθεση της ESA, αυτή η μεγάλη και χωρίς προϋποθέσεις έρευνα θα συμβάλει στην απάντηση στο πρώτο από τα τέσσερα φιλόδοξα θέματα που περιλαμβάνονται στο Κοσμικό Όραμα της ESA: «Ποιες είναι οι προϋποθέσεις για τον σχηματισμό πλανητών και την εμφάνιση της ζωής;». Χιλιάδες εξωπλανήτες έχουν πλέον ανακαλυφθεί με ένα τεράστιο φάσμα μαζών, μεγεθών και τροχιών: από βραχώδεις πλανήτες σαν τη Γη έως μεγάλους γίγαντες αερίου. Δεν υπάρχει γνωστό, ευδιάκριτο μοτίβο που να συνδέει την παρουσία, το μέγεθος ή τις τροχιακές παραμέτρους ενός πλανήτη με τη φύση του μητρικού του αστέρα. Δεν έχουμε καμία ιδέα αν η χημεία της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας ενός πλανήτη συνδέεται με το περιβάλλον σχηματισμού του, ή αν ο τύπος του μητρικού αστέρα καθοδηγεί τη φυσική και τη χημεία της γέννησης και της εξέλιξης του πλανήτη.

Θα ανιχνευθούν βασικά συστατικά των πλανητικών ατμοσφαιρών, όπως υδρατμοί, διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο, αλλά και πιο ασυνήθιστες μεταλλικές ενώσεις που καθορίζουν το χημικό περιβάλλον σε κάθε σύστημα που θα μελετηθεί. Η χημική απογραφή εκατοντάδων ηλιακών συστημάτων θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε κάθε πλανήτη στο πλαίσιο του χημικού περιβάλλοντος και της σύνθεσης του μητρικού αστέρα, και αυτό με τη σειρά του θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τη δική μας κοσμική γειτονιά.

Η ESA μόλις ανακοίνωσε ότι το ARIEL έχει περάσει από τη μελέτη στη φάση υλοποίησης, το βήμα πριν ξεκινήσουν οι διαπραγματεύσεις με βιομηχανικούς εργολάβους για την κατασκευή του διαστημικού σκάφους, το οποίο έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί από το Κουρού (Γαλλική Γουινέα) το 2029. Έτσι υπάρχουν τρεις αποστολές της ESA που έχουν ως στόχο τη μελέτη εξωπλανητών σε διάστημα δεκαετίας, το ARIEL, το CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite), που εκτοξεύτηκε το  Δεκέμβριο του 2019 και το PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), που θα εκτοξευτεί το 2026. Το τελευταίο δίνει έμφαση σε βραχώδεις πλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη των αστέρων που μοιάζουν με τον Ήλιο.

Περισσότερα εδώ.

Για περισσότερες πληροφορίες για το ARIEL εδώ.