Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) έχει ήδη αποδειχθεί ικανό να κοιτάζει στο παρελθόν απεικονίζοντας αντικείμενα σε τεράστιες αποστάσεις, αλλά μια νέα ανακάλυψη μπορεί να έκανε το ισχυρό όργανο να μοιάζει σχεδόν σαν μια επιστημονική κρυστάλλινη σφαίρα και να κοιτάζει στο μακρινό μέλλον ηλιακό σύστημα.
Το JWST πραγματοποίησε την πρόβλεψή του όταν εντόπισε μια πιθανή σπάνια άμεση κατεύθυνση δύο εξωηλιακών πλανητών ή «εξωπλανητών» που περιφέρονται γύρω από δύο διαφορετικά νεκρά αστέρια ή «λευκούς νάνους».
Όχι μόνο οι πλανήτες μοιάζουν πολύ με τους αέριους γίγαντες του ηλιακού συστήματος Δία και Κρόνο, αλλά οι λευκοί νάνοι χρησιμεύουν επίσης ως αναλογίες με τη μοίρα του ήλιου. Εάν ο ίδιος ο ήλιος μετατραπεί σε λευκό νάνο, η αλλαγή πιθανότατα θα καταστρέψει πλανήτες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα – μέχρι τον Δία.
«Πολύ λίγοι πλανήτες έχουν ανακαλυφθεί γύρω από λευκούς νάνους. «Το εκπληκτικό με αυτούς τους δύο υποψήφιους πλανήτες είναι ότι μοιάζουν περισσότερο σε θερμοκρασία, ηλικία, μάζα και τροχιακή απόσταση με τους πλανήτες του εξωτερικού ηλιακού μας συστήματος από οποιονδήποτε άλλο πλανήτη που βρέθηκε προηγουμένως», λέει η Susan Mullaly, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας. δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους, και ένας αστρονόμος του Επιστημονικού Ινστιτούτου του Διαστημικού Τηλεσκοπίου είπε στο Space.com. «Αυτό μας δίνει την πρώτη ευκαιρία να δούμε πώς μοιάζει ένα πλανητικό σύστημα αφού πεθάνει το αστέρι του».
Σχετίζεται με: Αυτός ο «απαγορευμένος» εξωπλανήτης είναι πολύ μεγάλος για το αστέρι του
Στιγμιότυπο από το μέλλον μας
Οι υποψήφιοι πλανήτες παρατηρήθηκαν απευθείας από το Mid-Infrared Instrument (MIRI) της JWST καθώς περιφέρονται γύρω από τους λευκούς νάνους WD 1202-232 και WD 2105-82. Ένας υποψήφιος εξωπλανήτης βρίσκεται σε απόσταση από τον λευκό νάνο του που είναι περίπου 11,5 φορές η απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου. Ο άλλος υποψήφιος βρίσκεται πιο μακριά από το νεκρό μητρικό του άστρο, σε απόσταση περίπου 34,5 φορές την απόσταση μεταξύ του πλανήτη μας και του αστέρα μας.
Οι μάζες των πλανητών είναι προς το παρόν αβέβαιες. Ο Mullaly και οι συνεργάτες του υπολογίζουν ότι έχουν μάζα μεταξύ 1 και 7 φορές τη μάζα του Δία, του πιο μαζικού πλανήτη στο ηλιακό σύστημα.
Σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο ήλιος εξαντλήσει το απόθεμα καυσίμου του για τις διαδικασίες πυρηνικής σύντηξης που λαμβάνουν χώρα στον πυρήνα του, θα διογκωθεί σε κόκκινο γίγαντα. Ωστόσο, η πυρηνική σύντηξη θα συνεχιστεί στα εξωτερικά της στρώματα. Αυτό θα κάνει τα εξωτερικά στρώματα του άστρου μας να φτάσουν μέχρι τον Άρη, καταπίνοντας τον Ερμή, την Αφροδίτη, τη Γη και πιθανώς τον ίδιο τον Κόκκινο Πλανήτη. Τελικά, αυτά τα εξωτερικά στρώματα θα κρυώσουν, αφήνοντας έναν αστρικό πυρήνα που σιγοκαίει, τώρα έναν λευκό νάνο, που περιβάλλεται από ένα πλανητικό νεφέλωμα εξαντλημένης αστρικής ύλης.
Ωστόσο, αυτές οι ανακαλύψεις εξωπλανητών παρέχουν ενδείξεις για το τι μπορεί να συμβεί στους πλανήτες πέρα από τον Άρη, τους αέριους γίγαντες Δία και Κρόνο, εάν ο ήλιος πεθάνει.
«Ο ήλιος μας αναμένεται να μετατραπεί σε λευκό νάνο σε πέντε δισεκατομμύρια χρόνια», είπε ο Mullaly. «Υποθέτουμε ότι αφού πεθάνει ένα αστέρι, οι πλανήτες παρασύρονται προς τα έξω σε μεγαλύτερες τροχιές. Έτσι, αν γυρίσετε το ρολόι πίσω σε αυτούς τους υποψήφιους πλανήτες, θα περιμένατε να είχαν παρόμοιες τροχιακές αποστάσεις με τον Δία και τον Κρόνο».
«Εάν μπορέσουμε να επιβεβαιώσουμε αυτούς τους πλανήτες, θα παράσχουν άμεσες αποδείξεις ότι πλανήτες όπως ο Δίας και ο Κρόνος μπορούν να επιβιώσουν από το θάνατο του μητρικού τους άστρου».
Επιπλέον, οι λευκοί νάνοι στο κέντρο αυτής της ανακάλυψης είναι μολυσμένοι με στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο, τα οποία οι αστρονόμοι ονομάζουν «μέταλλα». Αυτό θα μπορούσε να δώσει μια ένδειξη για το τι θα συμβεί με τα σώματα στη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία μετά τη δύση του ήλιου.
«Υποπτευόμαστε ότι οι γιγάντιοι πλανήτες προκαλούν ρύπανση από μέταλλο οδηγώντας κομήτες και αστεροειδείς στην επιφάνεια των άστρων», εξήγησε ο Mullaly. «Η ύπαρξη αυτών των πλανητών ενισχύει τη σύνδεση μεταξύ της ρύπανσης από μέταλλο και των πλανητών. Δεδομένου ότι το 25 έως το 50% των λευκών νάνων έχουν αυτό το είδος ρύπανσης, αυτό σημαίνει ότι γιγάντιοι πλανήτες βρίσκονται συχνά κοντά σε λευκούς νάνους αστέρια».
Επομένως, οποιοιδήποτε αστεροειδείς επιζήσουν από τον θάνατο του Ήλιου θα μπορούσαν να πεταχτούν στο πτώμα του από τον Δία και τον Κρόνο.
Η διπλή ανακάλυψη είναι εντυπωσιακή, πολύ πέρα από αυτό που προβλέπει για το μέλλον του πλανητικού μας συστήματος – αντιπροσωπεύει επίσης απλώς ένα σπάνιο επιστημονικό επίτευγμα.
Μια σπάνια άμεση ανακάλυψη ενός εξωπλανήτη
Από τότε που ανακαλύφθηκαν οι πρώτοι εξωπλανήτες στα μέσα της δεκαετίας του 1990, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει περίπου 5.000 κόσμους σε τροχιά γύρω από αστέρια έξω από το ηλιακό σύστημα. Σύμφωνα με την Planetary Society, από τον Απρίλιο του 2020, μόνο 50 από αυτούς τους εξωπλανήτες είχαν ανακαλυφθεί χρησιμοποιώντας άμεση απεικόνιση.
Αυτό συμβαίνει επειδή σε τόσο μεγάλες αποστάσεις, το φως ενός πλανήτη συνήθως επισκιάζεται από το έντονο φως του άστρου υποδοχής αυτού του πλανήτη, οπότε η άμεση εντόπιση ενός εξωπλανήτη είναι παρόμοια με την εντόπιση μιας πυγολαμπίδας που κάθεται στον αναμμένο λαμπτήρα ενός φάρου.
Επομένως, οι εξωπλανήτες αναγνωρίζονται συνήθως από την επίδραση που έχουν στο φως του άστρου τους, είτε προκαλώντας πτώση στην παραγωγή φωτός καθώς διασχίζουν ή «διασχίζουν» την επιφάνεια του άστρου, είτε από μια κίνηση «ταλάντωσης» που συμβαίνει καθώς ο πλανήτης σέρνεται. βαρυτικά προς το αστέρι.
«Εικονογραφήσαμε απευθείας αυτούς τους δύο εξωπλανήτες, δηλαδή τους φωτογραφίσαμε και βλέπουμε το φως που παράγεται από τον ίδιο τον πλανήτη», είπε ο Mullaly. «Οι περισσότεροι εξωπλανήτες που ανακαλύφθηκαν βρέθηκαν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διέλευσης ή μετρώντας την κίνηση του άστρου. Αυτές οι έμμεσες μέθοδοι τείνουν να ευνοούν πλανήτες πολύ πιο κοντά στο αστέρι. Η άμεση απεικόνιση είναι καλύτερη για την εύρεση πλανητών που βρίσκονται πιο μακριά από το αστέρι και έχουν μεγαλύτερους τροχιακούς διαχωρισμούς».
Εξήγησε ότι με την άμεση ανακάλυψη αυτών των πλανητών, το JWST άνοιξε τη δυνατότητα περαιτέρω μελέτης αυτών των κόσμων. Οι επιστήμονες μπορούν τώρα να αρχίσουν να μελετούν πράγματα όπως η σύνθεση της ατμόσφαιρας των πλανητών και να μετρούν απευθείας τις μάζες και τις θερμοκρασίες τους.
Παρόμοιες αναρτήσεις:
— Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb παρατηρεί 19 σύνθετες δομές γαλαξιών με εκπληκτική λεπτομέρεια (Εικόνες)
— Δύο δυνητικά κατοικήσιμοι κόσμοι σαν τη Γη περιφέρονται γύρω από ένα αστέρι στην κοσμική αυλή μας
— 2 «υπερ-Γη» εξωπλανήτες εντοπίστηκαν στην κατοικήσιμη ζώνη ενός κοντινού αστεριού
Η Mullaly πρόσθεσε ότι δεν ήταν αναμενόμενα όλα όσα ανακάλυψε η ίδια και η ομάδα της για αυτούς τους εξωπλανήτες και ότι αυτές οι ιδιορρυθμίες θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι σκέφτονται γενικά για εξωπλανήτες σαν αυτούς.
Εναλλακτικά, τα παράξενα χαρακτηριστικά των κόσμων-στόχων θα μπορούσαν να παρέχουν δελεαστικές ενδείξεις για τα πολυαναμενόμενα Εξωφεγγάρια.
«Αν είναι πλανήτες, είναι περίεργο ότι δεν είναι τόσο κόκκινοι στο μέσο υπέρυθρο όσο θα περιμέναμε. «Η ποσότητα φωτός που συλλέγεται από το JWST στα 5 και 7 μικρόμετρα είναι πιο φωτεινή από ό,τι θα περιμέναμε τόσο για την ηλικία των υποψηφίων εξωπλανητών όσο και για το πόσο φωτεινό είναι στα 15 μικρόμετρα», κατέληξε ο Mullaly. «Αυτό θα μπορούσε να αμφισβητήσει την κατανόησή μας για τη φυσική και τη χημεία των ατμοσφαιρικών εξωπλανητών».
«Ή ίσως σημαίνει ότι υπάρχει μια άλλη πηγή φωτός, όπως ένα θερμαινόμενο φεγγάρι, σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη».
Η έρευνα της ομάδας είναι διαθέσιμη ως προεκτύπωση στον ιστότοπο του ερευνητικού αποθετηρίου arXiv.