James Webb: Νέα ανακάλυψη σύννεφου ηλίου από έναν «υπερ-αφράτο» εξωπλανήτη

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb πραγματοποίησε μια πρωτοφανή παρατήρηση, εντοπίζοντας ένα τεράστιο σύννεφο ηλίου να αποσπάται από τον εξωπλανήτη WASP-107b. Αυτός ο «υπερ-αφράτος» κόσμος, με μέγεθος παρόμοιο με τον Δία αλλά με μάζα μόλις το ένα δέκατο, αψηφά τους κανόνες της πλανητικής φυσικής λόγω της εξαιρετικά χαμηλής του πυκνότητας. Τα δεδομένα, που προέρχονται από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης, προσφέρουν κρίσιμες πληροφορίες για την εξέλιξη των πλανητικών ατμοσφαιρών.

Η εξέλιξη των πλανητικών ατμοσφαιρών αποτελεί ένα από τα πιο συναρπαστικά πεδία έρευνας στην αστρονομία, καθώς οι ατμόσφαιρες δεν είναι στατικές αλλά υπόκεινται σε συνεχή απώλεια αερίων προς το διάστημα. Ακόμη και η Γη μας χάνει περίπου τρία κιλά υδρογόνου ανά δευτερόλεπτο, ένα φαινόμενο που εντείνεται δραματικά σε πλανήτες που βρίσκονται πολύ κοντά στα μητρικά τους άστρα, όπου η ακραία θερμότητα προκαλεί την εξάτμιση και διασπορά των αερίων. Σε αυτό το πλαίσιο, η πρόσφατη ανακάλυψη του James Webb στον εξωπλανήτη WASP-107b προσφέρει μοναδικά δεδομένα για την κατανόηση αυτών των διεργασιών.

Η ανακάλυψη του Webb και το μυστήριο του WASP-107b

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb παρατήρησε ένα φαινόμενο χωρίς προηγούμενο: ένα τεράστιο σύννεφο ηλίου να αποσπάται από τον εξωπλανήτη WASP-107b. Αυτός ο κόσμος, που ανακαλύφθηκε το 2017 και βρίσκεται σε απόσταση άνω των 210 ετών φωτός από το ηλιακό μας σύστημα, έχει προκαλέσει έκπληξη στην επιστημονική κοινότητα. Ο WASP-107b είναι ένας «super-puff» πλανήτης, δηλαδή ένας γίγαντας με μέγεθος παρόμοιο με τον Δία, αλλά με μάζα που φτάνει μόλις το ένα δέκατο της μάζας του. Αυτή η εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα τον καθιστά ένα από τα πιο ενδιαφέροντα αντικείμενα μελέτης.

Η πρωτοπορία του NIRISS και οι λεπτομέρειες της παρατήρησης

Χάρη στη χρήση του οργάνου NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) του τηλεσκοπίου James Webb, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρατηρήσουν με μεγάλη λεπτομέρεια την απώλεια ηλίου από τον πλανήτη. Αυτή είναι η πρώτη φορά που το τηλεσκόπιο ανιχνεύει αυτό το στοιχείο σε έναν εξωπλανήτη, επιτρέποντας την ανάλυση του φαινομένου με πρωτοφανή ακρίβεια. Τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν από την ομάδα επιβεβαιώνουν την παρουσία ουρών ηλίου τόσο μπροστά όσο και πίσω από τον πλανήτη, οι οποίες εκτείνονται έως και δέκα φορές την ακτίνα του πλανήτη, δημιουργώντας μια εικόνα παρόμοια με αυτή ενός κομήτη, αλλά σε κολοσσιαία κλίμακα.

Η ανάλυση δεν περιορίστηκε στο ήλιο. Οι επιστήμονες εντόπισαν επίσης νερό και ενώσεις όπως μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα, καθώς και αμμωνία. Ωστόσο, δεν ανιχνεύθηκε μεθάνιο, παρόλο που το James Webb έχει την ικανότητα να το αναγνωρίζει εύκολα. Αυτή η απουσία υποδηλώνει μια έντονη κάθετη ανάμιξη στην ατμόσφαιρα, η οποία μεταφέρει θερμά αέρια από βαθύτερα στρώματα προς την επιφάνεια. Αυτές οι ενδείξεις υποδεικνύουν ότι ο WASP-107b δεν σχηματίστηκε στην τρέχουσα θέση του, αλλά μάλλον γεννήθηκε σε μια ψυχρότερη και πιο απομακρυσμένη περιοχή και στη συνέχεια μετανάστευσε προς το άστρο του.

Γιατί είναι σημαντικό αυτό το εύρημα;

Η παρατήρηση ενός πλανήτη να χάνει την ατμόσφαιρά του σε πραγματικό χρόνο είναι σαν να παρακολουθούμε την πλανητική εξέλιξη σε δράση. Αυτού του είδους οι μελέτες βοηθούν στην κατανόηση του πώς γιγάντιοι κόσμοι μπορούν να μετατραπούν σε βραχώδεις ή παγωμένους πυρήνες μετά από εκατομμύρια χρόνια ατμοσφαιρικής διάβρωσης. Παρέχουν επίσης στοιχεία για την κατοικησιμότητα των εξωπλανητών και για τους μηχανισμούς που μπορεί να οδήγησαν την Αφροδίτη στην απώλεια του νερού της.

Αυτό που ανησυχεί τους αναλυτές και υπογραμμίζουν οι ερευνητές είναι ότι η ατμοσφαιρική διαφυγή αποτελεί έναν βασικό παράγοντα στην ποικιλομορφία των εξωπλανητών που γνωρίζουμε. Όπως επισημαίνει ο Vincent Bourrier, από το Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Γενεύης, «η κατανόηση αυτών των διεργασιών είναι απαραίτητη για να εξηγήσουμε γιατί ορισμένοι πλανήτες διατηρούν σταθερές ατμόσφαιρες ενώ άλλοι τις χάνουν εντελώς». Αυτή η δήλωση ενισχύει την εξαιρετική σημασία του James Webb ως εργαλείου για την αποκάλυψη των μυστικών της δημιουργίας και εξέλιξης μακρινών κόσμων.

Η επόμενη μέρα στην πλανητική έρευνα

Η ανακάλυψη αυτή όχι μόνο εμβαθύνει την κατανόησή μας για τους «super-puff» πλανήτες, αλλά και αναδεικνύει τις απαράμιλλες δυνατότητες του τηλεσκοπίου James Webb. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις και αναλύσεις θα επικεντρωθούν στην περαιτέρω χαρτογράφηση των ατμοσφαιρικών απωλειών σε άλλους εξωπλανήτες, με στόχο την κατασκευή πιο ακριβών μοντέλων πλανητικής εξέλιξης. Η συνεχής έρευνα σε αυτόν τον τομέα αναμένεται να ξεκλειδώσει νέα μυστικά σχετικά με το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι κόσμοι στο σύμπαν, προσφέροντας πολύτιμες γνώσεις για τη θέση της Γης στο κοσμικό τοπίο.