Το μεγάλο καλοκαίρι της εξερεύνησης του Διαστήματος θα είναι το φετινό για τη NASA, καθώς βρίσκονται σε πλήρη εξέλιξη τόσο το πρόγραμμα Artemis, που αφορά τις αποικίες σε Σελήνη και Άρη, όσο και η μελέτη των εξωπλανητών που έχουν βρεθεί και οι οποίοι θα μπορούσαν -στο μακρινό μέλλον- να αποτελέσουν έναν πιθανό προορισμό του ανθρώπου.
Το καλοκαίρι θα ξεκινήσει η παρατήρηση συγκεκριμένων εξωπλανητών από τη NASA. Μεταξύ των ερευνών που έχουν προγραμματιστεί για το πρώτο έτος είναι μελέτες δύο θερμών εξωπλανητών που χαρακτηρίζονται «υπερ-Γη» για το μέγεθος και τη βραχώδη σύστασή τους: ο καλυμμένος με λάβα 55 Cancri e και ο χωρίς αέρα LHS 3844 b. Οι ερευνητές θα στρέψουν τους φασματογράφους υψηλής ακρίβειας του Webb σε αυτούς τους πλανήτες με σκοπό την κατανόηση της γεωλογικής ποικιλομορφίας των πλανητών σε όλο τον γαλαξία και την εξέλιξη βραχωδών πλανητών όπως η Γη.
Super-Hot Super-Earth 55 Cancri e
Ο πλανήτης Cancri e περιφέρεται λιγότερο από 1,5 εκατομμύριο μίλια από το αστέρι του που μοιάζει με τον Ήλιο (το ένα εικοστό πέμπτο της απόστασης μεταξύ του Ερμή και του Ήλιου), ολοκληρώνοντας ένα κύκλωμα σε λιγότερο από 18 ώρες. Με τις επιφανειακές θερμοκρασίες πολύ πάνω από το σημείο τήξης των τυπικών ορυκτών που σχηματίζουν βράχους, η πλευρά της ημέρας του πλανήτη πιστεύεται ότι καλύπτεται από ωκεανούς λάβας.
Οι πλανήτες που περιφέρονται τόσο κοντά στο άστρο τους θεωρείται ότι είναι παλιρροϊακά κλειδωμένοι, με τη μία πλευρά να είναι στραμμένη προς το αστέρι σε μόνιμη βάση. Ως αποτέλεσμα, το πιο καυτό σημείο στον πλανήτη θα πρέπει να είναι αυτό που βλέπει πιο άμεσα το αστέρι και η ποσότητα της θερμότητας που προέρχεται από την πλευρά της ημέρας δεν πρέπει να αλλάζει πολύ με την πάροδο του χρόνου. Αυτή ήταν η αρχική εκτίμηση. Οι παρατηρήσεις του 55 Cancri e από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA έδειξαν ότι η πιο καυτή περιοχή μετατοπίζεται από το τμήμα που βλέπει το αστέρι πιο άμεσα, ενώ η συνολική ποσότητα θερμότητας που ανιχνεύεται από την πλευρά της ημέρας ποικίλλει.
Ο 55 Cancri e έχει παχιά ατμόσφαιρα;
Μια εξήγηση για αυτές τις παρατηρήσεις είναι ότι ο πλανήτης έχει μια δυναμική ατμόσφαιρα που μετακινεί τη θερμότητα γύρω. «Ο 55 Cancri e θα μπορούσε να έχει μια πυκνή ατμόσφαιρα που κυριαρχείται από οξυγόνο ή άζωτο», εξήγησε ο Renyu Hu του Εργαστηρίου Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια, ο οποίος ηγείται μιας ομάδας που θα χρησιμοποιήσει την κάμερα εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας (NIRCam) και το όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI). ) για να συλλάβει το φάσμα θερμικών εκπομπών της ημέρας του πλανήτη. «Αν έχει ατμόσφαιρα, μπορούμε να την ανιχνεύσουμε και να προσδιορίσουμε από τι αποτελείται», πρόσθεσε ο Χου.
Βρέχει λάβα το βράδυ στο 55 Cancri e;
Μια άλλη ενδιαφέρουσα πιθανότητα, ωστόσο, είναι ότι ο 55 Cancri e να μην είναι παλιρροϊακά κλειδωμένος. Αντίθετα, μπορεί να είναι σαν τον Ερμή, να περιστρέφεται τρεις φορές για κάθε δύο τροχιές. Ως αποτέλεσμα, ο πλανήτης θα έχει κύκλο ημέρας-νύχτας.
«Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί το πιο καυτό μέρος του πλανήτη μετατοπίζεται», εξήγησε ο Alexis Brandeker, ερευνητής από το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης που ηγείται μιας άλλης ομάδας που μελετά τον πλανήτη. «Ακριβώς όπως στη Γη, θα χρειαζόταν χρόνος για να θερμανθεί η επιφάνεια. Η πιο ζεστή ώρα της ημέρας θα ήταν το απόγευμα, όχι ακριβώς το μεσημέρι».
Σε αυτό το σενάριο, η επιφάνεια θα θερμαινόταν, θα έλιωνε, ακόμη και θα εξατμιζόταν κατά τη διάρκεια της ημέρας, σχηματίζοντας μια πολύ λεπτή ατμόσφαιρα. Το βράδυ, ο ατμός θα κρύωνε και θα συμπυκνωνόταν για να σχηματίσει σταγονίδια λάβας που θα έπεφταν βροχή στην επιφάνεια και θα γίνονταν πάλι στερεά, καθώς θα έπεφτε η νύχτα.
Ο ψυχρότερος Super-Earth LHS 3844 β
Ενώ το 55 Cancri e θα παρέχει πληροφορίες για την εξωτική γεωλογία ενός κόσμου που καλύπτεται από λάβα, το LHS 3844 b παρέχει μια μοναδική ευκαιρία να αναλύσουμε το συμπαγές βράχο σε μια επιφάνεια εξωπλανήτη.
Όπως ο 55 Cancri e, ο LHS 3844 b περιφέρεται πολύ κοντά στο άστρο του, ολοκληρώνοντας μια περιστροφή σε 11 ώρες. Ωστόσο, επειδή το αστέρι του είναι σχετικά μικρό και δροσερό, ο πλανήτης δεν είναι αρκετά ζεστός για να λιώσει η επιφάνεια. Επιπλέον, οι παρατηρήσεις του Spitzer δείχνουν ότι ο πλανήτης είναι πολύ απίθανο να έχει ουσιαστική ατμόσφαιρα.
Από τι είναι κατασκευασμένη η επιφάνεια του LHS 3844 b;
Ενώ δεν θα είμαστε σε θέση να απεικονίσουμε την επιφάνεια του LHS 3844 b απευθείας με το Webb, η έλλειψη μιας σκοτεινής ατμόσφαιρας καθιστά δυνατή τη μελέτη της επιφάνειας με φασματοσκοπία. «Αποδεικνύεται ότι διαφορετικοί τύποι βράχου έχουν διαφορετικά φάσματα», εξήγησε η Laura Kreidberg στο Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck. «Μπορείτε να δείτε με τα μάτια σας ότι ο γρανίτης είναι πιο ανοιχτόχρωμος από τον βασάλτη. Υπάρχουν παρόμοιες διαφορές στο υπέρυθρο φως που εκπέμπουν οι βράχοι».
Η ομάδα του Kreidberg θα χρησιμοποιήσει το MIRI για να συλλάβει το φάσμα θερμικών εκπομπών της ημέρας του LHS 3844 b και στη συνέχεια να το συγκρίνει με φάσματα γνωστών πετρωμάτων, όπως ο βασάλτης και ο γρανίτης, για να προσδιορίσει τη σύνθεσή του. Εάν ο πλανήτης είναι ηφαιστειακά ενεργός, το φάσμα θα μπορούσε επίσης να αποκαλύψει την παρουσία ιχνών ποσοτήτων ηφαιστειακών αερίων.
