22ΟΣ ΑΙΩΝΑΣ
11/02/2021 16:33 EET

Ένας νέος τρόπος για αναζήτηση πλανητών που ίσως υποστηρίζουν ζωή

Διεθνής ομάδα αστρονόμων ανέπτυξε νέες δυνατότητες που αλλάζουν τα δεδομένα στην απευθείας παρατήρηση πλανητών.

Mark Stevenson/Stocktrek Images via Getty Images

Η λήψη εικόνων πλανητών γύρω από κοντινά άστρα που θα μπορούσαν να υποστηρίζουν ζωή είναι πλέον δυνατή, χάρη στη δουλειά διεθνούς ομάδας επιστημόνων που παρουσιάστηκε στο Nature Communications.

Χρησιμοποιώντας ένα νέο σύστημα για μέση υπέρυθρη απεικόνιση εξωπλανητών (mid-infrared exoplanet imaging), σε συνδυασμό με πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα παρατήρησης, οι συντελεστές της έρευνας λένε ότι πλέον μπορούν να χρησιμοποιούν επίγεια τηλεσκόπια για τη λήψη απευθείας εικόνων πλανητών μεγέθους περίπου τριπλάσιου αυτού της Γης, εντός των κατοικήσιμων ζωνών των κοντινών άστρων.

Οι προσπάθειες για απευθείας απεικόνιση εξωπλανητών (πλανητών έξω από το Ηλιακό Σύστημα) περιορίζονται λόγω των ορίων που θέτει η τεχνολογία, με αποτέλεσμα μια τάση προς τον εντοπισμό πλανητών που φαίνονται καλύτερα, οι οποίοι είναι πολύ μεγαλύτεροι από τον Δία και βρίσκονται γύρω από πολύ νεαρά άστρα και μακριά από την κατοικήσιμη ζώνη (την περιοχή γύρω από ένα άστρο όπου ένας πλανήτης μπορεί να διατηρεί νερό σε υγρή μορφή). Οπότε, εάν οι αστρονόμοι θέλουν να βρουν εξωγήινη ζωή, πρέπει να κοιτάξουν αλλού.

«Αν θέλουμε να βρούμε πλανήτες με συνθήκες κατάλληλες για ζωή όπως τη γνωρίζουμε, πρέπει να αναζητήσουμε βραχώδεις πλανήτες σχεδόν στο μέγεθος της Γης, εντός των κατοικήσιμων ζωνών γύρω από παλαιότερα άστρα, σαν τον Ήλιο» είπε ο Κέβιν Βάγκνερ, first author του επιστημονικού άρθρου, ερευνητής στο Hubble Fellowship Program της NASA στο Αστεροσκοπείο Στιούαρντ του Πανεπιστημίου της Αριζόνα.

Η μέθοδος που περιγράφεται στο νέο επιστημονικό άρθρο συνιστά δεκαπλάσια βελτίωση σε σχέση με τις υπάρχουσες δυνατότητες απευθείας παρατήρησης εξωπλανητών, σύμφωνα με τον Βάγκνερ. Οι περισσότερες μελέτες πάνω στην απεικόνιση εξωπλανητών κοιτούσαν σε υπέρυθρα μήκη κύματος κάτω των 10 microns, σταματώντας πριν από το εύρος των μηκών κύματος όπου τέτοιοι πλανήτες λάμπουν περισσότερο, όπως είπε.

«Υπάρχει καλός λόγος για αυτό, επειδή η ίδια η Γη λάμπει σε αυτά τα μήκη κύματος» είπε ο Βάγκνερ. «Οι υπέρυθρες εκπομπές από τον ουρανό, την κάμερα και το ίδιο το τηλεσκόπιο στην πράξη “πνίγουν” το σήμα σου. Αλλά ο καλύτερος λόγος για να εστιάσεις σε αυτά τα μήκη κύματος είναι πως εκεί είναι που θα λάμπει φωτεινότερα ένας πλανήτης σαν τη Γη στην κατοικήσιμη ζώνη γύρω από ένα άστρο σαν τον ήλιο».

Η ομάδα χρησιμοποίησε το VLT (Very Large Telescope) του ESO (European Southern Observatory) στη Χιλή για να παρατηρήσει το κοντινότερο γειτονικό μας αστρικό σύστημα, το Άλφα του Κενταύρου, σε απόσταση μόλις 4,4 ετών φωτός. Το Άλφα του Κενταύρου είναι ένα τριπλό αστρικό σύστημα: Αποτελείται από δύο άστρα, τον Άλφα Κενταύρου Α και τον Άλφα Κενταύρου Β, που είναι παρόμοια με τον Ήλιο σε μέγεθος και ηλικία και κινούνται το ένα σε τροχιά γύρω από το άλλο ως δυαδικό σύστημα. Το τρίτο άστρο, Εγγύτατος Κενταύρου (Proxima Centauri, ή Άλφα Κενταύρου Γ) είναι ένας πολύ μικρότερος κόκκινος νάνος σε τροχιά γύρω από τα άλλα δύο, από μεγάλη απόσταση.

Ένας πλανήτης με μέγεθος περίπου διπλάσιο της Γης και σε τροχιά στην κατοικήσιμη ζώνη γύρω από τον Εγγύτατο Κενταύρου έχει ήδη εντοπιστεί έμμεσα μέσω παρατήρησης της ακτινικής μεταβολής ταχύτητας, ή της μικρής αναταραχής που επιδεικνύει ένα άστρο υπό την έλξη του αθέατου πλανήτη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι Α και Β θα μπορούσαν να φιλοξενούν παρόμοιους πλανήτες, μα οι έμμεσες μέθοδοι εντοπισμοί δεν είναι ακόμα επαρκώς ευαίσθητες για τον εντοπισμό βραχωδών πλανητών στις κατοικήσιμες ζώνες τους, είπε ο Βάγκνερ. «Με απευθείας απεικόνιση, μπορούμε πλέον να ξεπεράσουμε αυτά τα όρια εντοπισμού για πρώτη φορά» είπε σχετικά.

Για να αυξήσουν την ευαισθησία του εξοπλισμού, χρησιμοποίησαν ειδικό όργανο που «διορθώνει» την παραμόρφωση του φωτός από την ατμόσφαιρα της Γης. Επιπρόσθετα, χρησιμοποίησαν μια ειδική «μάσκα» που μπλόκαρε το φως των άστρων η οποία βελτιστοποιήθηκε για το μέσο του υπέρυθρου φάσματος έτσι ώστε να μπλοκάρει το φως από ένα άστρο τη φορά. Για να μπορέσουν να παρατηρήσουν ταυτόχρονα τις κατοικήσιμες ζώνες και των δύο άστρων, ανέπτυξαν επίσης μια νέα τεχνική εναλλαγής μεταξύ της παρατήρησης του Άλφα Κενταύρου Α και του Άλφα Κενταύρου Β πολύ γρήγορα.

Η τεχνική αυτή επέτρεψε την απομάκρυνση ανεπιθύμητου «θορύβου» και τον εντοπισμό πολύ πιο αχνών σημάτων από πιθανούς υποψήφιους πλανήτες εντός της κατοικήσιμης ζώνης. Η ομάδα παρατηρούσε το Άλφα του Κενταύρου για περίπου 100 ώρες μέσα σε διάστημα ενός μήνα το 2019, συλλέγοντας πάνω από 5 εκατ. εικόνες. Μετά την εκκαθάριση των ψευδών σημάτων, βρέθηκε μια πηγή φωτός που ορίστηκε ως C1 και θεωρείται ότι ίσως να υποδεικνύει την παρουσία ενός υποψήφιου εξωπλανήτη εντός της κατοικήσιμης ζώνης. Προσομοιώσεις έδειξαν πως το μέγεθος ενδεχομένως να είναι μεταξύ του Ποσειδώνα και του Κρόνου, σε μια απόσταση από τον Άλφα Κενταύρου Α που είναι αντίστοιχη αυτής μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Ωστόσο οι ερευνητές τονίζουν πως, χωρίς περαιτέρω παρατήρηση, η πιθανότητα να πρόκειται για κάποιο σφάλμα δεν μπορεί να αποκλειστεί. Σημειώνεται πως η ανακάλυψη ενός εν δυνάμει κατοικήσιμου πλανήτη εντός του Άλφα του Κενταύρου αποτελεί τον στόχο της πρωτοβουλίας Breakthrough Watch/NEAR (New Earths in the Alpha Centauri Region).

Η ομάδα σκοπεύει να επιδοθεί σε μια άλλη «εκστρατεία» απεικόνισης σε μερικά χρόνια, σε μια προσπάθεια να «πιάσει» αυτόν τον πιθανό εξωπλανήτη σε διαφορετική θέση, ώστε να διαπιστωθεί εάν τα μοντέλα της τροχιάς του είναι σωστά.