Νέα μέθοδος «βλέπει» μακρινούς πλανήτες, 1st Reconnaissance of an Alien Star System Conducted

Καλλιτεχνική απεικόνιση του άστρου HR 8799 και ενός εκ των πλανητών του που μελέτησαν οι ερευνητές με τη νέα μέθοδο. An artist's impression of one of the planets in the HR 8799 system. Credit: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).

Διεθνής ομάδα επιστημόνων ανέπτυξε μια νέα μέθοδο παρατήρησης πλανητών που βρίσκονται σε άλλα ηλιακά συστήματα και είναι ικανή να εντοπίζει τα «χημικά αποτυπώματά» τους, όπως τα χαρακτηρίζουν οι ερευνητές. Τα χημικά στοιχεία που εντοπίζονται με αυτή τη μέθοδο στους εξωπλανήτες επιτρέπουν στους επιστήμονες να εξακριβώσουν τις ατμοσφαιρικές και άλλες συνθήκες που επικρατούν σε αυτούς. Όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές, είναι πιθανό με τη βοήθειά της να μπορέσουν να διαπιστώσουν αν σε κάποιον πλανήτη υπάρχει ζωή.

Πως ξεπεράστηκε το εμπόδιο του μητρικού άστρου

The image shows a giant planet orbiting HR 8799. Christian Marois (Herzberg Institute of Astrophysics) and colleagues discovered the fourth giant planet, 'e' in the above image, which lies inwards of planets b, c, d. This is typical when using imaging to hunt for extra-solar planets, since it is the closer-in planets that are harder to find, due to obscuration by the bright central star. A simulated star was actually removed from this image; the fuzzy blob seen in the center is due to imperfections in this star-subtraction process. These planets lie about 15 to 70 AU away from the central star, and have masses of ~5 to 10 Jupiter masses. So this is a jumbo planetary system, since the orbits and masses are several times larger than that the Solar System's.

Ομάδα ειδικών από τις ΗΠΑ και τη Βρετανία με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ δημιούργησαν μια ομάδα εργασίας με τον τίτλο Project 1640. Στόχος της ομάδας είναι η μελέτη εξωηλιακών πλανητών. Αφού εντοπιστεί ένας εξωηλιακός πλανήτης το μεγάλο εμπόδιο για την ανακάλυψη στοιχείων για αυτόν είναι το φως του μητρικού του άστρου το οποίο «τυφλώνει» τα όργανα παρατήρησης.

Οι ερευνητές του Project 1640 ανέπτυξαν μια μέθοδο με την οποία καταφέρνουν να «διεισδύουν» στο φως των άστρων γύρω από τους οποίους περιστρέφονται πλανήτες και να εντοπίζουν την μοναδική «φωτεινή υπογραφή» των διαφόρων χημικών στοιχείων που συγκροτούν τις ατμόσφαιρες των πλανητών αυτών.

Το πετυχημένο πείραμα

Comparison of HR 8799 and our Solar System.

Επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και από αρκετούς ερευνητικούς φορείς στις Ηνωμένες Πολιτείες συνεργάστηκαν στο Project 1640 και επέτυχαν να «διαβάσουν» έτσι τη χημική υπογραφή τεσσάρων εξωπλανητών του άστρου HR 8799 που βρίσκεται σε απόσταση 128 έτη φωτός από τη Γη.  Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Hale  στο Παρατηρητήριο Παλομάρ της Καλιφόρνιας.

Το HR 8799 είναι ένα άστρο με πέντε φορές μεγαλύτερη φωτεινότητα και χίλιες φορές περισσότερο υπεριώδες φως από τον Ήλιο. Γύρω από αυτό το άστρο είχαν ήδη εντοπιστεί τέσσερις πλανήτες αλλά μέχρι τώρα δεν είχε επιτευχθεί η παρατήρηση και μελέτη τους. Με τη νέα μέθοδο οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν στοιχεία και για τους τέσσερις τα οποία δείχνουν ότι είναι πολύ τοξικοί και πολύ καυτοί για να διαθέτουν ζωή.

Περίεργη χημεία

This visualization, produced using the Hayden Planetarium's Digital Universe--the most comprehensive and scientifically accurate, three-dimensional map of the known universe-- shows where the star HR 8799 is in relation to our solar system. Recently, a team of researchers led by the American Museum of Natural History used a suite of high-tech instrumentation and software called Project 1640 to collect the first chemical fingerprints, or spectra, of the four red exoplanets orbiting this star. This visualization also shows other stars that are known to harbor planetary systems (stars with blue circles around them). HR 8799's system, which is 128 light years away from Earth, is one of only a couple of these stars that have been imaged, and the only one for which spectroscopy of all the planets has been obtained. Over the next three years, the team will survey many of these other stars in the same manner in which they studied HR 8799. Music by Gurdonark using Creative Commons Attribution samples by Kaer Trouz and the Institute of Contemporary Music

Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι αυτοί οι πλανήτες έχουν πολύ μια ενδιαφέρουσα χημική ανισορροπία που αντιβαίνει όπως αναφέρουν τους βασικούς νόμους της χημείας. Διαπίστωσαν ότι οι τέσσερις πλανήτες διαθέτουν είτε μεθάνιο είτε αμμωνία αλλά κανείς δεν διαθέτει και τα δύο στοιχεία γεγονός που είναι παράδοξο βάσει των υπόλοιπων συνθηκών τους και ειδικά της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας τους.

«Τέτοιες τεχνικές μπορεί κάποια μέρα να μας προσφέρουν τις πρώτες ασφαλείς αποδείξεις για την ύπαρξη ζωής σε ένα εξωηλιακό πλανήτη» αναφέρει ο ερευνητής Ιαν Πάρι που συμμετείχε στη μελέτη η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal».