Πέμπτη, 31 Οκτωβρίου 2013

Το καυτό «δίδυμο» της Γης, Planet Kepler-78b is just like Earth, but 2000 degrees hotter

Ο Kepler-78b είναι το πρώτο πραγματικό «δίδυμο» του πλανήτη μας, που όμως ψήνεται σε πολύ ψηλές θερμοκρασίες. An artist's impression of Kepler-78b. Photo: David A. Aguilar/Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics

Ένα σχεδόν «ταυτόσημο» δίδυμο του πλανήτη μας εντοπίστηκε από τους επιστήμονες σε ένα ηλιακό σύστημα στον αστερισμό του Κύκνου, 400 έτη φωτός μακριά από εμάς. Ο Kepler-78b, όπως ονομάζεται, είναι βραχώδης και αποτελεί τον πιο κοντινό σε χαρακτηριστικά εξωπλανήτη με τη Γη που έχει εντοπιστεί ως τώρα. Ο κόσμος του είναι όμως εντελώς διαφορετικός, αφού «ψήνεται» σε θερμοκρασίες χιλιάδων βαθμών Κελσίου όντας ανίκανος να υποστηρίξει τη ζωή. Παρ’ όλα αυτά η ανακάλυψή του προσφέρει για πρώτη φορά «απτές» ενδείξεις ότι κάπου «εκεί έξω» θα πρέπει να υπάρχει σίγουρα τουλάχιστον ένας πλανήτης εντελώς ίδιος με τον δικό μας.

Ένα έτος σε 8,5 ώρες

The planet Kepler-78B is so close to its host star that its surface is molten lava. Art by Karen Teramura, University of Hawaii Institute for Astronomy. Source: Supplied

Ο Kepler-78b δεν έχει μόνο μέγεθος παρόμοιο με της Γης (άλλοι εξωπλανήτες με αυτό το χαρακτηριστικό, όπως π.χ. ο Kepler-10b, έχουν ήδη εντοπισθεί). Έχει επί πλέον παρόμοια μάζα και πυκνότητα, δηλαδή παρόμοια σύσταση με της Γης. Αυτή η «σύμπτωση» και των τριών χαρακτηριστικών τον καθιστά τον πρώτο εξωπλανήτη που μπορούμε να πούμε ότι πραγματικά μοιάζει με τον δικό μας.

Παρ’ όλα αυτά υπάρχει μια σημαντική διαφορά «θέσης». Ο Kepler-78b βρίσκεται υπερβολικά κοντά στο άστρο του – συγκεκριμένα η απόστασή του από αυτό είναι ίση με το ένα εκατοστό της απόστασης της Γης από τον Ήλιο. Ως αποτέλεσμα η θερμοκρασία του υπολογίζεται ότι κυμαίνεται στους 2.000-2.800 βαθμούς Κελσίου ενώ το έτος του διαρκεί μόλις 8,5 ώρες!

Οι επιστήμονες που τον μελέτησαν θεωρούν ότι λόγω των παλιρροϊκών δυνάμεων «βλέπει» το άστρο του μόνο από τη μια πλευρά – η μια πλευρά του δηλαδή έχει μονίμως μέρα και η άλλη μονίμως νύχτα. Όπως εικάζουν, η πλευρά της «ημέρας» είναι καλυμμένη από λάβα. «Νομίζω ότι είναι ασφαλές να πούμε ότι η πλευρά της “ημέρας” είναι λιωμένη» δήλωσε στο BBC ένας εκ των μελετητών, ο Τζόσουα Γουίν του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT), «Κανείς δεν έχει υπολογίσει πραγματικά αν η πλευρά της “νύχτας” θα είναι και αυτή λιωμένη (δεν γνωρίζουμε τη θερμοκρασία σε αυτή την πλευρά) ούτε πόσο βαθιά φθάνει το λιωμένο στρώμα στο εσωτερικό του πλανήτη».

Το φως που τρεμοπαίζει

This artist's impression of Kepler-78b shows the view from the planet's surface, with the disk of its host star filling much of the sky. JASIEK KRZYSZTOFIAK/NATURE

Ο υπολογισμός της μάζας και της πυκνότητας του Kepler-78b έγινε ανεξάρτητα από δυο διαφορετικές ερευνητικές ομάδες, οι οποίες δημοσίευσαν τις σχετικές μελέτες στην επιθεώρηση «Nature». Τα αποτελέσματά τους σχεδόν συμπίπτουν, γεγονός το οποίο τα καθιστά ιδιαίτερα αξιόπιστα.

An artist's impression of Earth, left, and Kepler-78b. Photo: David A. Aguilar/Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics

Η πρώτη ομάδα, με επικεφαλής τον Άντριου Χάουαρντ του Πανεπιστημίου της Χαβάης στη Χονολουλού, εκτιμά ότι ο εξωπλανήτης έχει ακτίνα ίση με το 1,2 της ακτίνας της Γης και μάζα ίση με το 1,69 της μάζας της Γης. Η δεύτερη ομάδα, με επικεφαλής τον Φραντσέσκο Πέπε του Πανεπιστημίου της Γενεύης στην Ελβετία, εκτιμά ότι η ακτίνα του είναι ίση με το 1,16 της Γης και η μάζα του ίση με το 1,86 της Γης. Και οι δυο ομάδες υπολογίζουν την πυκνότητά του γύρω στα 5,5 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό – πυκνότητα παρόμοια με αυτή της Γης, η οποία υποδηλώνει ότι θα πρέπει να αποτελείται από πετρώματα και σίδηρο.

Η ακτίνα – και κατ’ επέκταση το μέγεθος ενός πλανήτη – υπολογίζεται στα δεδομένα του τηλεσκοπίου Kepler της NASA (το οποίο και εντόπισε τον Kepler 78b, όπως υποδηλώνει το όνομά του) από τις διαβάσεις που αυτός πραγματοποιεί μπροστά από το άστρο του. Ο υπολογισμός της μάζας και της πυκνότητας είναι όμως μια πιο πολύπλοκη διαδικασία. Και οι δυο ερευνητικές ομάδες τον έκαναν χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια για να μετρήσουν μικροσκοπικές παραμορφώσεις που προκαλεί η βαρύτητα του πλανήτη στο φως του άστρου του. Η μέτρηση αυτή δεν είναι εύκολη, στην περίπτωση όμως του Kepler-78b κατέστη δυνατή επειδή ο πλανήτης είναι τόσο μεγάλος και βρίσκεται τόσο κοντά στο άστρο του με αποτέλεσμα να προκαλεί μεγαλύτερες παραμορφώσεις.

«Αστρονομικά» μετρημένα χρόνια

Illustration of Kepler 78b. NASA/JPL-Caltech

Η εγγύτητα του Kepler-78b με το άστρο του βοήθησε μεν τους επιστήμονες να υπολογίσουν τη σύστασή του, παράλληλα όμως αποτελεί και ένα μεγάλο «αίνιγμα» για αυτούς. Αυτό γιατί, σύμφωνα με τις θεωρίες για τον σχηματισμό των πλανητών, είναι αδύνατον να έχει σχηματιστεί σε αυτή την απόσταση όπως επίσης είναι αδύνατον και να έχει μετακινηθεί σε εκείνο το σημείο έχοντας σχηματιστεί κάπου μακρύτερα. Οι ερευνητές εικάζουν ότι ο Kepler-78b έλκεται από το άστρο του οδεύοντας με μαθηματική ακρίβεια προς τον θάνατό του – τα χρόνια του είναι μετρημένα λένε χαρακτηριστικά.

«Δεν θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί σε αυτή τη θέση γιατί ένας πλανήτης δεν σχηματίζεται μέσα σε ένα άστρο. Δεν θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί μακρύτερα και να έχει μετακινηθεί προς τα μέσα γιατί θα είχε μετακινηθεί μέχρι τέλους, ως το άστρο. Αυτός ο πλανήτης είναι ένα αίνγιμα» δήλωσε ο Ντίμιταρ Σασέλοφ του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβανρτ-Σμιθσόνιαν, ο οποίος μετείχε σε μια από τις μελέτες, προσθέτοντας: «Ο Kepler-78b θα καταλήξει επάνω στο άστρο του πολύ σύντομα, μιλώντας με αστρονομικούς χρόνους».

Ο «πολύ σύντομος» από αστρονομικής απόψεως χρόνος στον οποίο οι ερευνητές τοποθετούν τον θάνατο του Kepler-78b είναι μέσα σε τρία δισεκατομμύρια χρόνια.