Οι αστρονόμοι μπορεί να βρίσκονται κοντά στην επιβεβαίωση της ύπαρξης μιας ατμόσφαιρας παρόμοιας με της Γης σε έναν εξωπλανήτη για πρώτη φορά, εάν πιο αναλυτικές μελέτες επαληθεύσουν τις προκαταρκτικές παρατηρήσεις από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ, σύμφωνα με δημοσίευμα του CNN Science.
Ο πλανήτης αυτός είναι μέρος ενός πλανητικού συστήματος περίπου 40 έτη φωτός μακριά από τη Γη, που ονομάζεται TRAPPIST-1, το οποίο ανακάλυψαν πέντε Βέλγοι αστρονόμοι το 2016 και ονόμασαν από την αγαπημένη τους μπίρα. Το σύστημα έχει μελετηθεί εντατικά από τότε.
«Ως πλανητικό σύστημα, είναι όσο πιο εξωγήινο γίνεται», δήλωσε ο Νέστορ Εσπίνοζα, αστρονόμος στο Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη. «Το άστρο είναι πολύ, πολύ μικρό — στο μέγεθος του Δία — και γύρω του περιστρέφονται τουλάχιστον επτά βραχώδεις πλανήτες. Τρεις από αυτούς βρίσκονται σε αυτό που ονομάζουμε κατοικήσιμη ζώνη, που σημαίνει ότι είναι αρκετά κοντά στο άστρο ώστε, αν είχαν ατμόσφαιρα, να μπορούν να διατηρήσουν υγρό νερό.»
Ο Εσπίνοζα και οι συνεργάτες του εστίασαν στον TRAPPIST-1e, τον τέταρτο πλανήτη από το άστρο στο σύστημα, σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε την περασμένη εβδομάδα στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters. Τέσσερις παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν το 2023 με το τηλεσκόπιο Γουέμπ δεν μπόρεσαν να αποκλείσουν την παρουσία ατμόσφαιρας, γεγονός που προκαλεί αισιοδοξία.
«Με βάση τις πρώτες τέσσερις παρατηρήσεις, δεν μπορούμε να πούμε ότι (ο πλανήτης) δεν έχει ατμόσφαιρα, οπότε το όνειρο παραμένει ζωντανό — μπορεί ακόμα να έχει ατμόσφαιρα», δήλωσε ο Εσπίνοζα, «και αυτό είναι πολύ συναρπαστικό, επειδή έχουμε προγραμματίσει άλλες 15 παρατηρήσεις για τη συνέχεια».
Το τηλεσκόπιο Γουέμπ έχει αποκλείσει την ύπαρξη ατμόσφαιρας μόνο στον TRAPPIST-1b, τον πιο κοντινό πλανήτη, αλλά η απόφαση δεν έχει ακόμη ληφθεί για τους υπόλοιπους έξι, όπως ανέφερε ο Εσπίνοζα, με τον TRAPPIST-1e να θεωρείται ένας από τους καλύτερους υποψήφιους για υγρό νερό στην επιφάνεια.
«Πριν από τρία χρόνια, πριν από την εκτόξευση του Τζέιμς Γουέμπ, αυτού του είδους οι μελέτες ήταν επιστημονική φαντασία», είπε ο Εσπίνοζα αναφορικά με τη δυνατότητα ανίχνευσης ατμοσφαιρών σε μακρινούς πλανήτες. «Τώρα είμαι αρκετά βέβαιος ότι θα μπορέσουμε να δούμε τι είδους ατμόσφαιρα μπορεί να έχει ο TRAPPIST-1e — και αν έχει μια ατμόσφαιρα παρόμοια με της Γης, θα μπορέσουμε να το καταλάβουμε.»
Ο TRAPPIST-1e είναι παρόμοιος με τη Γη σε μέγεθος και ολοκληρώνει μια πλήρη τροχιά γύρω από το άστρο του κάθε έξι ημέρες — πολύ πιο γρήγορα από ό,τι η Γη ολοκληρώνει μια τροχιά γύρω από τον ήλιο. Αυτό συμβαίνει επειδή το άστρο είναι πολύ μικρότερο από τον ήλιο μας και όλοι οι πλανήτες βρίσκονται κοντά του.
«Αν μπορούσες μαγικά να φέρεις το άστρο TRAPPIST-1 στο ηλιακό μας σύστημα», είπε ο Εσπίνοζα, «όλοι οι πλανήτες μαζί με τις τροχιές τους θα χωρούσαν μέσα στην τροχιά του Ερμή.»
Όταν αναζητούν μια ατμόσφαιρα, οι αστρονόμοι περιμένουν να περάσει ένας πλανήτης μπροστά από το άστρο του και παρατηρούν τυχόν μικρές αλλαγές στο φως του άστρου που διαπερνά την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Αναζητούν χαρακτηριστικά σημάδια ατμόσφαιρας, ενώ παράλληλα μαθαίνουν για τη χημική της σύσταση.
Με τις τέσσερις διελεύσεις που παρατηρήθηκαν από το τηλεσκόπιο Γουεμπ το 2023, οι αστρονόμοι κατάφεραν να αποκλείσουν την παρουσία μιας πρωτογενούς, υδρογονοβασισμένης ατμόσφαιρας στον TRAPPIST-1e, η οποία πιθανότατα εξανεμίστηκε από μεγάλες ποσότητες ακτινοβολίας που εκπέμπει το άστρο του. (Παρόμοια, η Γη έχασε την πρωτογενή, αρχική της ατμόσφαιρα νωρίς, αλλά στη συνέχεια ανέπτυξε μια δευτερογενή — οι αστρονόμοι ελπίζουν ότι και ο TRAPPIST-1e μπορεί να έκανε το ίδιο.)
Το σενάριο αυτό περιγράφεται σε μια δεύτερη μελέτη, που επίσης δημοσιεύτηκε την περασμένη εβδομάδα στο The Astrophysical Journal Letters. Η μελέτη επισημαίνει ότι ο πλανήτης είναι απίθανο να έχει ατμόσφαιρα πλούσια σε διοξείδιο του άνθρακα όπως ο Άρης και η Αφροδίτη, και δείχνει προς μια ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο, πιο παρόμοια με αυτήν της Γης και της παγωμένης Σελήνης του Κρόνου, Τιτάνα.
«Ο TRAPPIST-1e παραμένει ένας από τους πιο ενδιαφέροντες πλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη, και τα νέα αυτά αποτελέσματα μας φέρνουν ένα βήμα πιο κοντά στο να μάθουμε τι είδους κόσμος είναι», δήλωσε η Σάρα Σίγκερ, καθηγήτρια πλανητικής επιστήμης στο Massachusetts Institute of Technology και συνσυγγραφέας και των δύο μελετών, σε μία δήλωση. «Τα στοιχεία που απομακρύνουν το ενδεχόμενο ατμοσφαιρών παρόμοιων με αυτές της Αφροδίτης και του Άρη εστιάζουν περισσότερο την προσοχή μας στα σενάρια που παραμένουν ανοιχτά.»
Ο Εσπίνοζα ανέφερε ότι η ομάδα του σχεδιάζει να ολοκληρώσει τον νέο γύρο των 15 παρατηρήσεων έως το τέλος του έτους, έχοντας ήδη ολοκληρώσει τα δύο τρίτα αυτών. Εάν η ομάδα βρει αδιαμφισβήτητα σημάδια ατμόσφαιρας, ενδέχεται να απαιτηθούν ακόμη περισσότερες παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο Γουέμπ, με την ελπίδα να εντοπιστούν συγκεκριμένες χημικές υπογραφές αερίων, όπως το μεθάνιο, το οποίο σχετίζεται με τη ζωή στη Γη.
Η επιβεβαίωση της ύπαρξης ατμόσφαιρας θα ήταν μια επαναστατική ανακάλυψη, δήλωσε ο Εσπίνοζα. «Θα έβαζε τέλος σε μια μεγάλη διαμάχη που υπάρχει αυτή τη στιγμή σχετικά με το αν αυτά τα συστήματα με ερυθρούς νάνους μπορούν να διατηρήσουν ατμόσφαιρα ή όχι», είπε. «Οι ερυθροί νάνοι αποτελούν στην πραγματικότητα την πλειονότητα των άστρων στο σύμπαν. Οπότε, αν μπορεί να συμβεί εκεί, μπορεί να συμβεί οπουδήποτε. Οι δυνατότητες για ζωή απλά πολλαπλασιάζονται.»
Ωστόσο, ακόμα και αν αποκλειόταν η ύπαρξη ατμόσφαιρας, το αποτέλεσμα θα ήταν παρ’ όλα αυτά συναρπαστικό, είπε, γιατί θα έκανε τη ζωή στη Γη ακόμα πιο ξεχωριστή. Θα έθετε επίσης τα θεμέλια για μελλοντικές έρευνες που θα εξετάσουν εξωπλανήτες που περιφέρονται γύρω από κίτρινους νάνους όπως ο ήλιος, χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια ακόμη πιο ισχυρά από το Γουέμπ, τα οποία βρίσκονται ακόμα στο στάδιο του σχεδιασμού.
