Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ένας πλανήτης που μοιάζει με ζαχαρωτά βαμβακιού, στο μέγεθος του Δία περίπου 350 έτη φωτός μακριά, συρρικνώνεται, δυνητικά να γίνει ένας κόσμος μεγέθους «υπο-Ποσειδώνα» ή «υπερ-Γης».
Ο εξωηλιακός πλανήτης ή «εξωπλανήτης» που ονομάζεται V1298 Tau b δεν είναι μόνο ένας από τους ελαφρύτερους πλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί ποτέ, αλλά και ένας από τους νεότερους πλανήτες που ανακαλύφθηκαν ποτέ καθώς «διασχίζει» την επιφάνεια του άστρου του.
Το V1298 Tau b περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι ηλικίας περίπου 23 εκατομμυρίων ετών, το οποίο είναι ακόμα βρέφος σε σύγκριση με μεγαλύτερα αστέρια όπως το μεσήλικα αστέρι μας, τον Ήλιο, που είναι 4,6 δισεκατομμυρίων ετών. Συνοδεύεται σε αυτό το σύστημα από τουλάχιστον τρεις άλλους πλανήτες, τον V1298 Tau c, d και e. Αυτό σημαίνει ότι αυτό το σύστημα προσφέρει στους αστρονόμους μια μοναδική ευκαιρία να μελετήσουν τις ατμόσφαιρες των νεοσχηματισμένων και εξελισσόμενων πλανητών.
Για να γίνει αυτό, η ομάδα χρησιμοποίησε το όργανο Hubble Wide Field Camera 3 (WFC3) για να παρατηρήσει το V1298 Tau b καθώς περνούσε από το πρόσωπο του νεαρού γονικού του άστρου, το οποίο ταξινομείται ως αστέρι T Tauri, που σημαίνει ότι είναι ένα πολύ νεαρό αστέρι. με μάζα σαν του Ήλιου.
Σχετίζεται με: Ο εξωπλανήτης με μαλλί της γριάς είναι ο δεύτερος ελαφρύτερος πλανήτης που έχει βρεθεί ποτέ
«V1298 Tau b είναι το μέγεθος του Δία. Ωστόσο, ανακαλύψαμε ότι η μάζα αυτού του πλανήτη είναι συγκρίσιμη ή ακόμη και μικρότερη από αυτή του Ποσειδώνα», δήλωσε στο Space.com η επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Saugata Barat από το Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ. «Ως εκ τούτου, σε αυτή την ηλικία είναι πιθανό να είναι Ποσειδώνας ή υπο-Ποσειδώνας πρόγονος. Ανάλογα με το πώς εξελίσσεται αυτός ο πλανήτης, θα μπορούσε να χάσει μεγάλο μέρος της αρχικής του ατμόσφαιρας και να καταλήξει ως υπο-Ποσειδώνας ή πιθανώς ακόμη και ένας υπερ-Ποσειδώνας.” -Πλανήτης που μοιάζει με τη Γη.
Δεδομένου ότι ο Δίας είναι περίπου 20 φορές η μάζα του Ποσειδώνα, το γεγονός ότι ο V1298 Tau b έχει το πλάτος του πρώτου με τη μάζα του δεύτερου σημαίνει ότι αυτός ο εξωπλανήτης είναι απίστευτα «διογκωμένος» όπως τον βλέπουν επί του παρόντος οι αστρονόμοι.
«Ο V1298 Tau b είναι ένας από τους πλανήτες χαμηλότερης πυκνότητας που έχουμε ανακαλύψει μέχρι σήμερα. Η πυκνότητά του των 0,1 γραμμαρίων ανά κυβικό εκατοστό μπορεί να συγκριθεί με το μαλλί της γριάς», πρόσθεσε ο Barat.
Αποκωδικοποίηση της συρρικνούμενης ατμόσφαιρας του V1298 Tau β
Χρησιμοποιώντας τις διελεύσεις της, η ομάδα πραγματοποίησε μια ατμοσφαιρική έρευνα του V1298 Tau b και ανακάλυψε μια μεγάλη και καθαρή ατμόσφαιρα που εκτείνεται σε περίπου 621 μίλια (1.000 χιλιόμετρα). Αυτό είναι πολύ μεγαλύτερο από τις ατμόσφαιρες σωμάτων του Ηλιακού Συστήματος, όπως το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας, του οποίου οι ατμόσφαιρες εκτείνονται μεταξύ 31 και 62 μιλίων (50 έως 100 χιλιόμετρα) πέρα από το κύριο σώμα τους.
Το V1298 Tau b απέχει μόνο περίπου 25 εκατομμύρια χιλιόμετρα από το πολύ δραστήριο, καυτό, νεαρό μητρικό του αστέρι T Tauri, που σημαίνει ότι ολοκληρώνει μια τροχιά σε μόλις 24 γήινες ημέρες. Λόγω αυτής της εγγύτητας, ο πλανήτης βομβαρδίζεται επίσης με υψηλές δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας και ακτινοβολίας ακτίνων Χ από το αστέρι του, καταστρέφοντας την ατμόσφαιρά του.
Επιπλέον, η ομάδα διαπίστωσε ότι το εσωτερικό αυτού του πλανήτη είναι πολύ ζεστό, αλλά αναμένεται να κρυώσει καθώς ωριμάζει, οδηγώντας επίσης στην απώλεια της ατμόσφαιρας.
“Ένας συνδυασμός αυτών των διεργασιών πιθανότατα θα οδηγήσει σε σημαντική απώλεια μάζας και συστολή αυτού του πλανήτη”, είπε ο Barat. «Μια σύγκριση μεταξύ της φύσης και της σύνθεσης του V1298 Tau b με τους ώριμους υπο-Ποσειδώνες δείχνει σημαντικές διαφορές. Επομένως, είναι πιθανό η ατμοσφαιρική σύνθεση και η χημεία του V1298 Tau b να αλλάξουν επίσης καθώς εξελίσσεται.»
Ως αποτέλεσμα, το V1298 Tau b λέει στους αστρονόμους ότι όταν ο Ποσειδώνας και ο υπο-Ποσειδώνας γεννιούνται για πρώτη φορά σε ένα σύννεφο αερίου και σκόνης γύρω από ένα νεαρό αστέρι που ονομάζεται «πρωτοπλανητικός δίσκος», βρίσκονται σε κατάσταση διαφορετική από την εποχή που φαίνονται ώριμα. Η έρευνα προτείνει επίσης ότι ο Ποσειδώνας και οι πλανήτες υπο-Ποσειδώνας θα μπορούσαν να αλλάξουν θέσεις στα πλανητικά τους συστήματα.
«Γεννιούνται με πολύ μεγάλους αρχέγονους φακέλους, οι οποίοι πιθανώς σχηματίστηκαν σε έναν πρωτοπλανητικό δίσκο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού τους», είπε ο Barat. «Αναλύοντας το ατμοσφαιρικό περιεχόμενο του V1298 Tau b, πιστεύουμε ότι αυτός ο πλανήτης μπορεί να έχει σχηματιστεί κοντά στην τρέχουσα θέση του, κοντά στο άστρο υποδοχής του».
Επειδή τα στοιχεία και οι χημικές ενώσεις απορροφούν και εκπέμπουν φως σε χαρακτηριστικά μήκη κύματος, η ανάλυση του φωτός που διέρχεται από την ατμόσφαιρα του πλανήτη καθώς περνά από την επιφάνεια του άστρου του μπορεί να αποκαλύψει τη σύνθεσή του χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται φασματοσκοπία.
Για τον V1298 Tau b, αυτή η μελέτη αποκάλυψε κάτι ασυνήθιστο για την ατμόσφαιρα αυτού του εξωπλανήτη. Η αναλογία των «μετάλλων» είναι εκπληκτικά χαμηλή. Αυτός είναι ο όρος που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για στοιχεία που είναι βαρύτερα από τα δύο ελαφρύτερα στοιχεία του σύμπαντος, το υδρογόνο και το ήλιο.
«Μας εξέπληξε που δεν ανιχνεύθηκε μεθάνιο. Η θερμοκρασία αυτού του πλανήτη είναι ιδανική για την παραγωγή μεγάλης ποσότητας μεθανίου», είπε ο Barat. «Ωστόσο, η απουσία του υποδηλώνει χημικές διεργασίες στην ατμόσφαιρά του, όπως ισχυρή κάθετη ανάμειξη, που μπορεί να απομακρύνει το μεθάνιο από την παρατηρήσιμη ατμόσφαιρα».
Ο επιστήμονας του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ εξήγησε περαιτέρω ότι το μεθάνιο μπορεί να αφαιρεθεί μόνο όταν το εσωτερικό ενός πλανήτη είναι πολύ ζεστό. Η έλλειψη μεθανίου στην ατμόσφαιρα του V1298 Tau b τους οδήγησε να υποθέσουν ότι οι θερμοκρασίες στην ατμόσφαιρα του πλανήτη είναι 80 βαθμοί Φαρενάιτ (27 βαθμοί Κελσίου) ή υψηλότερες. Συγκριτικά, η μέση θερμοκρασία της ατμόσφαιρας του Δία είναι μείον 110 βαθμοί Κελσίου.
Παρόμοιες αναρτήσεις:
– Ο καταδικασμένος σε σχήμα αυγού εξωπλανήτης τρέχει στο αστέρι του σε μια σπείρα θανάτου
— Ο πλανήτης μεγέθους της Γης που ανακαλύφθηκε γύρω από το δροσερό κόκκινο νάνο αστέρι έχει το ίδιο όνομα με ένα μπισκότο
— Το αστέρι σκίζει την ατμόσφαιρα ενός γιγάντιου εξωπλανήτη, αφήνοντας πίσω του μια γιγάντια ουρά
Ο Barat είπε ότι οι τρέχουσες παρατηρήσεις παρατήρησαν μόνο υδρατμούς στην ατμόσφαιρα του V1298 Tau b. Αυτό σημαίνει ότι στο μέλλον σκοπεύουν να μετρήσουν την αφθονία άλλων μορίων όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το μονοξείδιο του άνθρακα και το διοξείδιο του θείου για να ολοκληρώσουν έναν κατάλογο των χημικών ουσιών που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα αυτού του εξωπλανήτη.
«Είναι σημαντικό να περιοριστεί αυτή η συχνότητα γιατί σχετίζεται άμεσα με το πού σχηματίστηκε αυτός ο πλανήτης», πρόσθεσε ο Barat. «Είναι επίσης σημαντικό να μελετήσουμε την επίδραση του ξενιστή αστέρα στην ατμοσφαιρική χημεία του πλανήτη».
Ο Barat και οι συνεργάτες του έλαβαν παρατηρήσεις του V1298 Tau b χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), το οποίο αναλύουν αυτήν τη στιγμή.
«Το JWST είναι ευαίσθητο σε μια ποικιλία μορίων όπως το νερό, το μεθάνιο, το διοξείδιο του άνθρακα, το μονοξείδιο του άνθρακα και το διοξείδιο του θείου. Ως εκ τούτου, θα είμαστε σε θέση να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις σύντομα», κατέληξε ο Barat.
Τα αποτελέσματα της έρευνας της ομάδας δημοσιεύτηκαν στις 9 Μαΐου στο περιοδικό Nature Astronomy.