Ο εξωπλανήτης WASP-12 b είναι ένας από τους πιο ενδιαφέροντες εξωπλανήτες που γνωρίζουμε. Είναι σε τροχιά γύρω από έναν κίτρινο νάνο αστέρα, τον WASP-12, λίγο μεγαλύτερο από τον Ήλιο, και σε απόσταση 1410 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Ο πολύ σκοτεινός (σχεδόν μαύρος) πλανήτης είναι γνωστός ως “καυτός Δίας” – ένας γιγαντιαίος εξωπλανήτης με παρόμοια μάζα και μέγεθος με τον Δία, αλλά τόσο κοντά στον αστέρα του που είναι «καυτός». Ο WASP-12 b δεν ήταν ποτέ σε ασφαλέστερη θέση. Με μια τροχιακή περίοδο μόλις πάνω από μια ημέρα, ο γίγαντας αυτός εξωπλανήτης αερίου είναι τόσο κοντά στον αστέρα του, ώστε ένα συνεχές ρεύμα υλικού απομακρύνεται από την ατμόσφαιρά του. Αλλά ο θάνατός του δεν θα είναι απαραίτητα αργός. Προσεκτικές παρατηρήσεις διαπίστωσαν ότι βρίσκεται επίσης σε μια τροχιά που είναι αισθητά σε αποσύνθεση. Και, σύμφωνα με νέα έρευνα, αυτή η τροχιά αποσυντίθεται λίγο πιο γρήγορα απ’ ό, τι αρχικά πιστευόταν. Αντί για τα 3,25 εκατομμύρια χρόνια που εκτιμήθηκε αρχικά, το WASP-12b θα καλύψει το φλογερό τέλος του σε μόλις 2,9 εκατομμύρια χρόνια.
Σύμφωνα με τα τρέχοντα μοντέλα σχηματισμού πλανητών, τεχνικά δεν πρέπει να υπάρχουν «καυτοί Δίες». Ένας γίγαντας αερίου δεν μπορεί να σχηματιστεί τόσο κοντά σε έναν αστέρα, επειδή η βαρύτητα, η ακτινοβολία και οι έντονοι αστρικοί άνεμοι θα πρέπει να εμποδίσουν το αέριο να συσσωρεύεται. Υπάρχουν όμως αρκετές εκατοντάδες τέτοιων πλανητών και έχουν παρατηρηθεί. Οι «καυτοί Δίες», που σχηματίζονται και είναι ιδιαίτερα κοντά στο μητρικό τους αστέρα, είναι μερικοί από τους πιο μελετημένους εξωπλανήτες. Αυτό συμβαίνει επειδή μπορούν να μας πουν πολλά για τις παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενός πλανήτη και ενός αστέρα.
Ο WASP-12 b είναι ένας από τους καυτούς Δίες, τους πιό κοντινος στο μητρικό του αστέρα. Και είναι εξαιρετικό παράδειγμα για τη μελέτη παλιρροιακών αλληλεπιδράσεων. Ανακαλύφθηκε το 2008, πράγμα που σημαίνει ότι οι αστρονόμοι μπόρεσαν να συλλέξουν ένα σχετικά μακράς διάρκειας σύνολο δεδομένων. Η μικρής διάρκειας τροχιακή περίοδος επιτρέπει να παρατηρήσουμε πολλές διαβάσεις του εξωπλανήτη μπροστά από το μητρικό του αστέρα. Κατά τη διάρκεια της διάβασης το φως του μητρικού αστέρα ελαττώνεται και έτσι γίνεται λίγο πιο αμυδρός.
Ήταν το 2017 όταν οι αστρονόμοι παρατήρησαν κάτι περίεργο κατά τις διαβάσεις του WASP-12 b. Συνέβαιναν με διαφορά μόλις ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, ενώ αυτό δεν έπρεπε να συμβαίνει με βάση προηγούμενες μετρήσεις της τροχιακής περιόδου. Αυτή η μικρή αλλαγή στο χρονισμό θα μπορούσε να ήταν το αποτέλεσμα της αλλαγής κατεύθυνσης της τροχιάς του εξωπλανήτη, οπότε μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Samuel Yee του Πανεπιστημίου του Πρίνστον αποφάσισε να εξετάσει προσεκτικά όχι μόνο τις διαβάσεις, αλλά και τις αποκρύψεις, όταν δηλαδή ο εξωπλανήτης περνά πίσω από τον αστέρα. Εάν ο WASP-12 b άλλαζε κατεύθυνση, οι αποκρύψεις θα έπρεπε να καθυστερούσαν ελαφρώς.
Η διάβαση προκαλεί μια εξασθένηση του φωτός του αστέρα, ενώ μια απόκρυψη προκαλεί μια ακόμη πιο αμυδρή εξασθένηση. Αυτό συμβαίνει επειδή ο εξωπλανήτης, που ανακλά τη θερμότητα και το φως του αστέρα, αυξάνει τη συνολική φωτεινότητα του συστήματος όταν δεν βρίσκεται πίσω από τον αστέρα. Ο WASP-12 b είναι πολύ σκοτεινός στο οπτικό μέρος του φάσματος. Απορροφά το 94 τοις εκατό όλου του φωτός που πέφτει πάνω του, καθιστώντας τον πιο μαύρο από την άσφαλτο. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτό συμβαίνει, επειδή ο εξωπλανήτης είναι πάρα πολύ ζεστός. Στους 2600 βαθμούς Κελσίου κατά την ημέρα του, τα μόρια υδρογόνου διασπώνται σε ατομικό υδρογόνο, προκαλώντας την ατμόσφαιρά του να συμπεριφέρεται περισσότερο σαν να ήταν ένας αστέρας χαμηλής μάζας. Αλλά επειδή είναι τόσο ζεστός, λάμπει με υπέρυθρες ακτίνες.
Η ομάδα του Yee χρησιμοποίησε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer για να προσπαθήσει να παρατηρήσει τις αποκρύψεις. Αν και παρατήρησαν το μητρικό αστέρα WASP 12 για 16 τροχιακές περιόδους, κατάφεραν να βρουν μόνο τέσσερις αμυδρές αποκρύψεις στα δεδομένα. Ωστόσο, ήταν αρκετές. Αυτές οι αποκρύψεις θα μπορούσαν να ταιριάζουν (αντιστοιχούν) με τις διαβάσεις. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι αποκρύψεις εμφανίζονταν ταχύτερα – κάτι που θα ήταν σύμφωνο με μια τροχιακή καθυστέρηση 29 χιλιοστών του δευτερολέπτου το χρόνο. Οι αστρονόμοι υπολόγισαν ότι η διάρκεια ζωής του πλανήτη ήταν σε αυτό το ρυθμό για περίπου 3,25 εκατομμύρια χρόνια.
Τώρα, μια νέα ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Jake Turner του Πανεπιστημίου του Κορνέλ έψαχνε για σημάδια τροχιακής επιβράδυνσης σε ένα διαφορετικό σύνολο δεδομένων – σε παρατηρήσεις που ελήφθησαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS, ειδικά σχεδιασμένο για να παρατηρεί διαβάσεις και αποκρύψεις εξωπλανητών. Ο Turner και η ομάδα του κατάφεραν να επιβεβαιώσουν ότι η τροχιά του WASP-12b πράγματι επιβραδύνεται. Αλλά το κάνει λίγο πιο γρήγορα από ό, τι νομίζαμε – με ρυθμό 32,53 χιλιοστά του δευτερολέπτου ετησίως, για συνολική διάρκεια ζωής 2,9 εκατομμύρια χρόνια.
Αυτό ακούγεται σαν πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά σε κοσμικά χρονικά διαστήματα, είναι πρακτικά μια φευγαλέα ματιά. Και έχει μειώσει δραματικά τη διάρκεια ζωής του εξωπλανήτη από τα περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια, που θα χρειαζόταν για να πεθάνει ο πλανήτης από την ατμοσφαιρική απογύμνωση.
Παρότι ο WASP-12 b δεν θα ζήσει πολλά χρόνια, η μελέτη του μπορεί να μας διδάξει πολλά. Και, ενώ είναι ο μόνος εξωπλανήτης για τον οποίο έχουμε ισχυρές ενδείξεις για τροχιακή υστέρηση, υπάρχουν και άλλοι εξωπλανήτες «καυτοί Δίες» που αναμένεται να παρουσιάζουν παρόμοια ποσοστά τροχιακής αποσύνθεσης. Σύμφωνα με τον Turner, πρόσθετα δεδομένα θα μπορούσαν να αποκαλύψουν εάν αυτοί οι εξωπλανήτες εμφανίζουν πράγματι μέχρι σήμερα ανιχνευμένη παλιρροιακή διάσπαση ή εάν οι θεωρητικές προβλέψεις πρέπει να βελτιωθούν. Τέτοιες παρατηρήσεις και άλλων πλανητικών συστημάτων είναι πολύ χρήσιμες, επειδή μας βοηθούν να κατανοήσουμε τον σχηματισμό, την εξέλιξη και την τελική μοίρα των «καυτών Δίων».
Η έρευνα της ομάδας έχει γίνει αποδεκτή στο περιοδικό The Astronomical Journal και είναι διαθέσιμη στο arXiv.
Περισσότερα εδώ.
