ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Ενδείξεις ατμόσφαιρας σε εξωπλανήτη μεγέθους ανάλογου με τη Γη

Καλλιτεχνική απεικόνιση του πλανητικού συστήματος του ερυθρού νάνου αστέρα TRAPPIST-1

Αν εξαιρέσουμε την πολύ μικρή πιθανότητα ένας ανεπτυγμένος πολιτισμός να στείλει μήνυμα επικοινωνίας προς την κατεύθυνσή μας, τα στοιχεία για ύπαρξη εξωγήινης ζωής θα προέλθουν από την ενδελεχή αστρονομική εξέταση κοντινών βραχωδών πλανητών, μελετώντας την ατμόσφαιρά τους για αέρια, που θα μπορούσαν να αποτελούν ενδείξεις ζωής πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. Αυτή η τόσο λεπτομερής εξέταση πλανητικών συστημάτων άστρων σαν τον Ηλιο δεν μπορεί να γίνει ακόμη από κανένα τηλεσκόπιο. Ομως, για μικρότερα άστρα πρόσφατα αποκτήσαμε τη δυνατότητα αυτή, χάρη στο διαστημικό τηλεσκόπιο «Τζέιμς Γουέμπ».

Δύο μελέτες που δημοσιεύτηκαν πριν πέντε μέρες δείχνουν πως οι αστρονόμοι βρήκαν σοβαρές ενδείξεις για ύπαρξη ατμόσφαιρας σε έναν βραχώδη πλανήτη, που περιφέρεται σε τροχιά κατάλληλη για την εμφάνιση ζωής, γύρω από ένα άστρο 40 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Ο πλανήτης ονομάζεται TRAPPIST-1e και είναι μέλος ενός επταμελούς πλανητικού συστήματος του ερυθρού νάνου TRAPPIST-1, ενός άστρου δηλαδή που είναι πολύ μικρότερο και λιγότερο λαμπρό από τον Ηλιο. Οι έως τώρα προσπάθειες με άλλα μέσα να εντοπιστούν ατμόσφαιρες σε αυτούς τους πλανήτες είχαν αποτύχει. Οι τρεις πιο εσωτερικοί φαίνεται να είναι έρημοι βράχοι χωρίς ίχνος αέρα. Ομως ο τέταρτος σε απόσταση από το άστρο του πλανήτης, ο TRAPPIST-1e, δείχνει διαφορετικά σημάδια και αν είναι να βρούμε ζωή κάπου πέρα από το ηλιακό σύστημα, πλανήτες όπως αυτός είναι οι καλύτεροι υποψήφιοι.

Οι πλανήτες του συστήματος του TRAPPIST-1 ανακαλύφθηκαν το 2016 και το 2017 και φαίνονται όλοι να έχουν μέγεθος παρόμοιο με της Γης. Αρκετοί βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη γύρω από το άστρο, δηλαδή την περιοχή που οι θερμοκρασίες επιτρέπουν την ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή. Για έναν ερυθρό νάνο, όπως ο TRAPPIST-1, αυτή η ζώνη είναι πολύ πιο μικρή απ' ό,τι η αντίστοιχη του ηλιακού συστήματος. Η εγγύτητα προς έναν ερυθρό νάνο είναι προβληματική, επειδή αυτά τα φαινομενικά αδύναμα άστρα εμφανίζουν συχνά βίαιες εκρήξεις, που εξαπολύουν αστρικό υλικό και έντονη υπεριώδη ακτινοβολία στον γύρω χώρο. Εως τώρα δεν είχε εντοπιστεί κάποιος άλλος εξωπλανήτης γήινου μεγέθους γύρω από ερυθρό νάνο, που να διαθέτει ατμόσφαιρα. Η διαπίστωση ότι είναι δυνατό να έχει ένας τέτοιος πλανήτης ατμόσφαιρα θα σήμαινε πως πολύ περισσότερα άστρα μπορούν να έχουν πλανήτες με ατμόσφαιρα, καθώς οι ερυθροί νάνοι είναι ένας πολύ κοινός τύπος άστρου.

Για τον εντοπισμό ύπαρξης ατμόσφαιρας, οι αστρονόμοι πρέπει να παρακολουθήσουν για μέρες τους εξωπλανήτες μέσω του «Τζέιμς Γουέμπ», μέχρι αυτοί να περάσουν μπροστά από το άστρο τους. Οταν συμβεί η διάβαση, τότε ένα μέρος του φωτός του άστρου που φτάνει σε μας περνάει μέσα από την ατμόσφαιρα δίνοντας διαφορετικό φασματικό αποτύπωμα, καθώς συγκεκριμένα μήκη κύματος απορροφώνται από τα αέρια της ατμόσφαιρας.

Το φασματικό αποτύπωμα του TRAPPIST-1e έδειξε τα χαρακτηριστικά σημάδια του αζώτου και του μεθανίου, αλλά καθόλου διοξείδιο του άνθρακα. Το κοντινότερο ανάλογο στο ηλιακό σύστημα είναι ο δορυφόρος Τιτάνας του Κρόνου, χωρίς να αποκλείεται μια ατμόσφαιρα παρόμοια με της πρώιμης Γης. Μια τέτοια ατμόσφαιρα θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί δευτερογενώς, όπως στη Γη, από τις εκρήξεις των ηφαιστείων και άλλες φυσικές διεργασίες, μετά την απώλεια του «πρωτογενούς» αεριώδους μανδύα του πλανήτη. Ωστόσο οι πιθανότητες με βάση τα ευρήματα είναι 50-50% να έχει ο TRAPPIST-1e ατμόσφαιρα. Για να διευκρινιστεί η κατάσταση, οι παρατηρήσεις συνεχίζονται και αναμένεται το 2026 να υπάρξουν πιο αποφασιστικά αποτελέσματα.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων, ο TRAPPIST-1e μπορεί να είναι σχετικά δροσερός κόσμος, με ωκεανούς υγρού νερού ή εκτάσεις πάγου στην επιφάνειά του. Ολοι οι πλανήτες του TRAPPIST-1 είναι παλιρροϊκά κλειδωμένοι, κάνοντας μια περιστροφή γύρω από τον άξονά τους στον ίδιο χρόνο που κάνουν και μια περιφορά γύρω από το άστρο, με αποτέλεσμα να είναι η ίδια πλευρά τους πάντα στραμμένη προς αυτό. Αν υπάρχει υγρό νερό θα βρίσκεται σε αυτή την πλευρά του TRAPPIST-1e. Με τη γνώση που έχουμε μέχρι σήμερα, αν διαθέταμε ένα διαστημόπλοιο ικανό για διαστρικά ταξίδια, στον TRAPPIST-1e θα έπρεπε να ταξιδέψουμε αναζητώντας εξωγήινη ζωή.

Επιμέλεια:
Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγή: «Scientific American»

Δείγμα από τον Αρη μπορεί να περιέχει ενδείξεις μικροβιακής ζωής από το παρελθόν του

Στα αριστερά ο βράχος «Τσεγιάβα Φολς», απ' όπου το δείγμα με τα πιθανολογούμενα σημάδια αρχαίας ζωής. Η μαύρη τρύπα δημιουργήθηκε από τη λήψη του δείγματος από το ρόβερ «Perseverance». Το λευκό σημείο είναι εκεί που το ρόβερ έτριψε τον βράχο για να μελετήσει τη σύνθεσή του. Παρόμοιο λευκό σημάδι στη δεξιά πλευρά της εικόνας εμφανίζει και ένας άλλος βράχος που εξετάστηκε

Ο διάστικτος προερχόμενος από αρχαία λάσπη βράχος που εντόπισε πέρσι το ρόβερ «Perseverance» της NASA στην κοιλάδα Neretva του Αρη, είναι πράγματι το δείγμα με τις περισσότερες πιθανότητες να περικλείει ενδείξεις ύπαρξης μικροβιακής ζωής στην πρώιμη ιστορία του κόκκινου πλανήτη. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξε μελέτη που εξέτασε σε βάθος τα στοιχεία που έστειλε το «Perseverance» σχετικά με το εύρημα. Οι επιστήμονες εκτίμησαν ότι αν αυτό είχε βρεθεί στη Γη, τα στίγματα που εμφανίζει πιθανότατα θα ερμηνεύονταν ως μικροβιακή φρενίτιδα σίτισης. Φυσικά, για την οριστική κατάληξη αν πράγματι βρέθηκαν αποδείξεις ύπαρξης ζωής στο παρελθόν του Αρη, το δείγμα θα πρέπει να μεταφερθεί στη Γη για εξέταση σε εργαστήρια, σε μια αποστολή πολλών φάσεων, που κρέμεται από μια κλωστή, καθώς η πρόταση της αμερικανικής κυβέρνησης προς το Κογκρέσο είναι να εγκαταλειφθεί λόγω κόστους.

Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, η στεγνή σήμερα κοιλάδα Neretva ήταν μια κοιλάδα που διέτρεχε ποταμός, ο οποίος διακλαδιζόταν σε ένα δέλτα, τροφοδοτώντας τελικά τη λίμνη που βρισκόταν εκεί, που σήμερα βρίσκεται ο κρατήρας Τζέζερο. Το δείγμα που ανέλυσε επιτόπου το «Perseverance» ήταν πλούσιο σε άνθρακα, με σημεία σκούρου χρώματος, από μαύρο μέχρι βαθύ μπλε και βαθύ πράσινο, αλλά και μεγαλύτερες περιοχές με σκουρόχρωμα χείλη και ανοιχτόχρωμο κέντρο. Σε αυτά τα σημεία και τα χείλη των σκουρόχρωμων περιοχών, το ρόβερ εντόπισε σίδηρο και φώσφορο, ενώ τα πιο ανοιχτόχρωμα κέντρα των σημαδιών ήταν πλούσια σε σίδηρο και θείο. Η συγκεκριμένη κατανομή χημικών στοιχείων παραπέμπει σε χημικές αντιδράσεις μεταξύ οργανικών ενώσεων με ορυκτά σιδήρου και θειικών αλάτων, διεργασία που στη Γη συνήθως πυροδοτείται από συγκεκριμένες κατηγορίες μικροβίων στο πλαίσιο του μεταβολισμού τους. Μπορεί, βέβαια, να εμφανιστεί και αβιοτικά, σε υψηλές θερμοκρασίες. Η μελέτη περιέχει και αναλύσεις που δείχνουν ως πιθανότερο τον σχηματισμό των συγκεκριμένων στιγμάτων σε ήπιες συνθήκες, κοντά στην επιφάνεια, παρά στα αφιλόξενα θερμά βάθη του υπεδάφους του Αρη. Αν το δείγμα δεν μεταφερθεί στη Γη για ανάλυση, δεν θα υπάρξουν άλλα στοιχεία, που να δώσουν οριστική απάντηση.

PISMIS 24

Κοιτίδα γέννησης άστρων

Το Pismis 24 είναι ένα νεαρό αστρικό σμήνος, που βρίσκεται στον πυρήνα του Νεφελώματος του Αστακού, 5.500 έτη φωτός μακριά από τη Γη, στον αστερισμό του Σκορπιού. Πρόκειται για ένα πολύ ζωντανό αστρικό βρεφοκομείο και μια από τις κοντινότερες στη Γη περιοχές σχηματισμού νέων μεγάλων άστρων, προσφέροντας σημαντικές πληροφορίες για τη γέννηση και εξέλιξη τέτοιου τύπου νεαρών άστρων.

Στην καρδιά του λαμπερού σμήνους, πάνω από τις πορτοκαλί κορυφές, βρίσκεται το λαμπρότερο όλων, το Pismis 24-1, που κάποτε θεωρούνταν το άστρο με τη μεγαλύτερη μάζα που γνωρίζουμε. Αποδείχτηκε ότι στην πραγματικότητα πρόκειται για τουλάχιστον δύο μεγάλα άστρα, αδύνατο να διαχωριστούν με το μάτι στην εικόνα αυτή, που το ένα έχει 74 φορές τη μάζα του Ηλιου και το άλλο 66 φορές. Ακόμη κι έτσι, παραμένουν μεταξύ των μεγαλύτερων και πιο φωτεινών άστρων που έχουμε δει.

Εχοντας ληφθεί στο τμήμα του υπέρυθρου φάσματος με την κάμερα NIRCam του διαστημικού τηλεσκοπίου «Τζέιμς Γουέμπ», η εικόνα αποκαλύπτει χιλιάδες άστρα διαφορετικών μεγεθών και χρωμάτων. Τα μεγαλύτερα και πιο λαμπρά, εκείνα με τις έξι ακτίνες διάθλασης, είναι τα άστρα με τη μεγαλύτερη μάζα. Τα υπέρθερμα νεαρά άστρα, που ορισμένα έχουν θερμοκρασία 8 φορές μεγαλύτερη του Ηλιου, εκπέμπουν ισχυρή ακτινοβολία και αστρικούς ανέμους, που ανοίγουν μια τρύπα στο τοίχωμα του νεφελώματος. Μικρό μέρος του νεφελώματος φαίνεται σε αυτή τη φωτογραφία, καθώς εκτείνεται πολύ πέρα από το οπτικό πεδίο της NIRCam.

Οι προεξοχές του νεφελώματος σαν δάχτυλα δείχνουν ακριβώς προς τα άστρα που τις δημιούργησαν με την ακτινοβολία και τους ανέμους τους. Αυτές οι πιέσεις γίνονται αιτία σχηματισμού νέων άστρων μέσα στους πύργους αερίων και σκόνης. Ο ψηλότερος απ' αυτούς έχει ύψος περίπου 5,4 ετών φωτός. Περίπου 200 ηλιακά συστήματα θα χωρούσαν στη μύτη του, που έχει πλάτος 0,14 έτη φωτός.