Ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά ήλιο στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη. Helium detected in exoplanet atmosphere for the first time

Η ανίχνευση έγινε με τη βοήθεια του αμερικανικού διαστημικού τηλεσκοπίου «Χαμπλ». Astronomers using the NASA/ESA Hubble Space Telescope have detected helium in the atmosphere of the exoplanet WASP-107b. This is the first time this element has been detected in the atmosphere of a planet outside the Solar System. The discovery demonstrates the ability to use infrared spectra to study exoplanet extended atmospheres. Credit: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

Μια διεθνής αστρονομική ομάδα ανίχνευσε για πρώτη φορά το αδρανές αέριο ήλιο στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη. Η ατμόσφαιρα σχηματίζει ένα είδος ουράς σαν κομήτη και μέσα σε αυτήν εντοπίσθηκαν άφθονα άτομα του χημικού στοιχείου ηλίου.

Η ανίχνευση -που ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στη μελέτη των εξωπλανητικών ατμοσφαιρών- έγινε με τη βοήθεια του αμερικανικού διαστημικού τηλεσκοπίου «Χαμπλ» στον εξωπλανήτη WASP-107b σε απόσταση 200 ετών φωτός από τη Γη, στην κατεύθυνση του αστερισμού της Παρθένου.

The escaping atmosphere of WASP-107b. As the giant exoplanet WASP-107b orbits its host star, ultraviolet radiation from the star energizes the planet’s atmosphere. Spake et al. show that this causes the atmosphere to escape, and to form a gaseous tail. The authors detected helium atoms in the escaping gases. This is the first time helium has been identified in an exoplanetary atmosphere.

Ο εξωπλανήτης αυτός είχε ανακαλυφθεί το 2017 και τώρα ανιχνεύθηκαν μεγάλες ποσότητες ηλίου στο ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιράς του. Μάλιστα, είναι τόσο ισχυρό το σήμα του ηλίου, που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη εκτείνεται δεκάδες χιλιάδες χιλιόμετρα στο διάστημα.

Το ήλιο είναι το δεύτερο πιο κοινό χημικό στοιχείο στο σύμπαν μετά το υδρογόνο. Μεγάλες ποσότητες ηλίου δημιουργήθηκαν κατά την «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ), ενώ σχεδόν κάθε άστρο αρχίζει τη ζωή του παράγοντας ήλιο στον πυρήνα του μέσω πυρηνικής σύντηξης με υδρογόνο.

Από παλιότερα είχε προβλεφθεί θεωρητικά ότι θα είναι ένα από τα συχνότερα ανιχνεύσιμα αέρια γύρω από γιγάντιους εξωπλανήτες. Τώρα ήλθε η στιγμή να γίνει η πρώτη παρατήρησή του, που επιβεβαιώνει τη θεωρητική πρόβλεψη.

Οι ερευνητές από τη Βρετανία, τις ΗΠΑ και την Ελβετία, με επικεφαλής την Τζέσικα Σπέικ του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας του βρετανικού Πανεπιστημίου του Έξετερ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature".

Ο εξωπλανήτης WASP-107b έχει περίπου το μέγεθος του Δία, αλλά είναι πολύ λιγότερο πυκνός, έχοντας μόνο το ένα όγδοο της μάζας του τελευταίου. Ακριβώς έχει μικρή μάζα, αδυνατεί να συγκρατήσει την ατμόσφαιρά του, η οποία σταδιακά χάνεται στο διάστημα με τη μορφή ουράς κομήτη.

The exoplanet WASP-107b is a gas giant, orbiting a highly active K-type main sequence star. The star is about 200 light-years from Earth. Using spectroscopy, scientists were able to find helium in the escaping atmosphere of the planet — the first detection of this element in the atmosphere of an exoplanet. Credit: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

Ο πλανήτης ολοκληρώνει κάθε έξι γήινες μέρες μια περιφορά γύρω από το άστρο του και έχει μια από τις ψυχρότερες ατμόσφαιρες που έχουν ανακαλυφθεί σε εξωπλανήτη μέχρι σήμερα (500 βαθμοί Κελσίου, που όμως είναι πολύ υψηλότερη θερμοκρασία από ό,τι στη Γη).

Το ήλιο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1868 και πήρε το όνομα του Ήλιου. Έκτοτε έχει διαπιστωθεί ότι αποτελεί ένα από τα βασικά συστατικά των πλανητών Δία και Κρόνου στο ηλιακό σύστημά μας.

Πηγές: Helium in the eroding atmosphere of an exoplanet. Nature, 2018; 557 (7703): 68 DOI: 10.1038/s41586-018-0067-5 - http://www.spacetelescope.org/news/heic1809/ - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=972980