Είναι τεράστιος, σχεδόν στο μέγεθος του Κρόνου, αλλά παράξενα ελαφρύς.
Οι επιστήμονες μερικές φορές συγκρίνουν τέτοιου είδους ουράνια σώματα με το “μαλλί της γριάς” επειδή φαίνονται φουσκωμένοι και ευάεροι αντί για πυκνοί και συμπαγείς.
Τώρα, νέες παρατηρήσεις δείχνουν ότι αυτός ο ήδη αινιγματικός πλανήτης κρύβει ακόμη περισσότερα μυστικά.
Ένα πυκνό στρώμα ομίχλης το περιβάλλει, καθιστώντας δύσκολο να καταλάβει κανείς από τι είναι φτιαγμένο ή πώς σχηματίστηκε εξαρχής. Αυτή η ομίχλη μπορεί να είναι ο λόγος που οι επιστήμονες εξακολουθούν να διστάζουν.
Ένας παράξενος κόσμος που δεν θα έπρεπε να υπάρχει
Ο πλανήτης, που ονομάζεται Kepler-51d, βρίσκεται περίπου 2.615 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Κύκνου. Είναι μέρος ενός συστήματος με αρκετούς άλλους ασυνήθιστους πλανήτες που μοιράζονται το ίδιο χαρακτηριστικό χαμηλής πυκνότητας.
Η μελέτη διεξήχθη από την Jessica Libby-Roberts, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Κέντρο Εξωπλανητών και Κατοικήσιμων Κόσμων στο Penn State .
«Πιστεύουμε ότι οι τρεις εσωτερικοί πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Kepler-51 έχουν μικροσκοπικούς πυρήνες και τεράστιες ατμόσφαιρες, γεγονός που τους δίνει μια πυκνότητα παρόμοια με το μαλλί της γριάς», δήλωσε η Libby-Roberts.
«Αυτοί οι εξαιρετικά χαμηλής πυκνότητας υπερ-φουσκωμένοι πλανήτες είναι σπάνιοι και αψηφούν την συμβατική κατανόηση του πώς σχηματίζονται οι αέριοι γίγαντες . Και σαν να μην ήταν αρκετά δύσκολο να εξηγήσουμε πώς σχηματίστηκε ένας, αυτό το σύστημα έχει τρεις!»
Αυτό και μόνο αρκεί για να εγείρει ερωτήματα. Οι αέριοι γίγαντες όπως ο Δίας συνήθως σχηματίζονται με βαρείς πυρήνες που τραβούν παχιά στρώματα αερίου. Αλλά ο Kepler-51d δεν φαίνεται να ακολουθεί αυτό το μοτίβο.
Ένας συνδυασμός ακραίων καταστάσεων
Οι περισσότεροι αέριοι γίγαντες σχηματίζονται μακριά από τα άστρα τους, όπου οι χαμηλές θερμοκρασίες βοηθούν τα αέρια να συσσωρεύονται και να παραμένουν στη θέση τους. Ο Kepler-51d βρίσκεται πολύ πιο κοντά, περίπου στην ίδια απόσταση που βρίσκεται η Αφροδίτη από τον Ήλιο.
Αυτή η τοποθεσία θα πρέπει να καθιστά δύσκολο για έναν πλανήτη να διατηρήσει μια πυκνή ατμόσφαιρα.
«Ο Κέπλερ-51 είναι ένα σχετικά ενεργό αστέρι και οι αστρικοί άνεμοι του θα πρέπει εύκολα να απομακρύνουν τα αέρια από αυτόν τον πλανήτη, αν και η έκταση αυτής της απώλειας μάζας κατά τη διάρκεια ζωής του Κέπλερ-51d παραμένει άγνωστη», δήλωσε η Λίμπι-Ρόμπερτς.
«Είναι πιθανό ο πλανήτης να σχηματίστηκε πιο μακριά και να κινήθηκε προς τα μέσα, αλλά εξακολουθούμε να έχουμε μια σειρά από ερωτήματα σχετικά με το πώς σχηματίστηκε αυτός ο πλανήτης – και οι άλλοι πλανήτες σε αυτό το σύστημα».
«Τι είναι αυτό το σύστημα που δημιούργησε αυτούς τους τρεις πραγματικά παράξενους πλανήτες, έναν συνδυασμό ακραίων φαινομένων που δεν έχουμε δει πουθενά αλλού;»
Ακόμα και με τα σύγχρονα εργαλεία, ο πλανήτης δεν αποκαλύπτει εύκολα τα μυστικά του.
Διαβάζοντας έναν πλανήτη μέσα από το φως των αστεριών
Οι επιστήμονες δεν μπορούν να τραβήξουν άμεσες φωτογραφίες πλανητών σε τόσο μεγάλη απόσταση. Αντίθετα, μελετούν πώς ένας πλανήτης επηρεάζει το φως από το άστρο του.
Όταν ένας πλανήτης περνάει μπροστά από το άστρο του, μέρος αυτού του αστρικού φωτός φιλτράρεται μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη πριν φτάσει στη Γη. Αυτό το φιλτραρισμένο φως μπορεί να αποκαλύψει ποια αέρια υπάρχουν.
«Το φως ενός αστεριού φιλτράρεται μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη πριν φτάσει στα τηλεσκόπιά μας», είπε η Λίμπι-Ρόμπερτς.
«Εάν ένα συγκεκριμένο μόριο υπάρχει στην ατμόσφαιρα που απορροφά ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός – όπως ακριβώς διαφορετικά χρωματιστά αντικείμενα στη Γη απορροφούν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός – μπορεί να μπλοκάρει το φως σε αυτό το μήκος κύματος».
«Αν κοιτάξουμε σε ένα εύρος μηκών κύματος, σε ένα φάσμα, θα έχουμε ένα είδος δακτυλικού αποτυπώματος της ατμόσφαιρας του πλανήτη που αποκαλύπτει τη σύνθεσή του».
Αυτή η μέθοδος συνήθως λειτουργεί καλά. Αλλά όχι αυτή τη φορά.
Μια ομίχλη που μπλοκάρει τα πάντα
Χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb της NASA, οι ερευνητές ανέμεναν να δουν τον Kepler-51d με μεγαλύτερη καθαρότητα από ποτέ.
Το τηλεσκόπιο μπορεί να ανιχνεύσει ένα ευρύτερο φάσμα υπέρυθρου φωτός, το οποίο συχνά αποκαλύπτει κρυφές λεπτομέρειες στις ατμόσφαιρες των πλανητών. Αντίθετα, δεν βρήκαν σχεδόν τίποτα – ούτε σαφή σήματα ούτε διακριτά χημικά αποτυπώματα.
«Πιστεύουμε ότι ο πλανήτης έχει ένα τόσο παχύ στρώμα ομίχλης που απορροφά τα μήκη κύματος του φωτός που εξετάσαμε, επομένως δεν μπορούμε στην πραγματικότητα να δούμε τα χαρακτηριστικά από κάτω», δήλωσε ο Suvrath Mahadevan, συν-συγγραφέας της μελέτης.
«Φαίνεται πολύ παρόμοιο με την ομίχλη που βλέπουμε στον μεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου, τον Τιτάνα, το οποίο περιέχει υδρογονάνθρακες όπως το μεθάνιο, αλλά σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα».
«Ο Kepler-51d φαίνεται να έχει τεράστια ποσότητα ομίχλης – σχεδόν την ακτίνα της Γης – η οποία θα ήταν μία από τις μεγαλύτερες που έχουμε δει σε πλανήτη μέχρι σήμερα».
Αυτή η ομίχλη λειτουργεί σαν κουρτίνα, εμποδίζοντας τη θέα σε ό,τι βρίσκεται από κάτω.
Θα μπορούσε να είναι κάτι άλλο;
Η ομάδα διερεύνησε άλλες εξηγήσεις. Μια ιδέα ήταν ότι ο πλανήτης μπορεί να έχει δακτυλίους, όπως ο Κρόνος . Οι δακτύλιοι θα μπορούσαν να μπλοκάρουν το φως με τρόπο που κάνει τον πλανήτη να φαίνεται μεγαλύτερος και λιγότερο πυκνός.
Αλλά τα δεδομένα δεν ταίριαζαν απόλυτα. «Αντίθετα, βλέπουμε μια γραμμική τάση, με περισσότερο φως να μπλοκάρεται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος», είπε η Libby-Roberts.
«Αυτό είναι ασυνήθιστο και η απλούστερη εξήγηση είναι η πυκνή ομίχλη. Οι δακτύλιοι θα πρέπει να είναι βραχύβιοι, να αποτελούνται από πολύ συγκεκριμένα υλικά και να βρίσκονται ακριβώς στη σωστή γωνία, κάτι που φαίνεται απίθανο, αλλά δεν μπορούμε να το αποκλείσουμε εντελώς.»
«Αν μπορούσαμε να παρατηρήσουμε τον πλανήτη σε ακόμη μεγαλύτερα μήκη κύματος, όπως με το μέσο υπέρυθρης ακτινοβολίας του JWST, ίσως να μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε τα υλικά που θα βρίσκονταν σε έναν δακτύλιο ή να δούμε την πλήρη έκταση του στρώματος ομίχλης».
Προς το παρόν, η ομίχλη παραμένει η καλύτερη απάντηση, ακόμα κι αν εγείρει περισσότερα ερωτήματα από όσα λύνει.
Γιατί αυτός ο πλανήτης έχει σημασία
Πλανήτες όπως ο Kepler-51d είναι κάτι περισσότερο από απλές ιδιορρυθμίες. Αναγκάζουν τους επιστήμονες να επανεξετάσουν αυτά που νόμιζαν ότι γνώριζαν.
«Πριν οι αστρονόμοι ανακαλύψουν πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος, πιστεύαμε ότι είχαμε μια αρκετά καλή κατανόηση του πώς σχηματίζονταν οι πλανήτες», είπε η Λίμπι-Ρόμπερτς.
«Αλλά αρχίσαμε να ανακαλύπτουμε εξωπλανήτες που δεν ταίριαζαν καθόλου με το ηλιακό μας σύστημα, και έχουμε αυτούς τους εξωγήινους κόσμους που πραγματικά αμφισβητούν την κατανόησή μας για τον σχηματισμό των πλανητών».
«Δεν έχουμε βρει ακόμα ένα ηλιακό σύστημα σαν το δικό μας, και το να μπορούμε να εξηγήσουμε πώς σχηματίστηκαν όλοι αυτοί οι διαφορετικοί πλανήτες μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς ταιριάζουμε στη συνολική εικόνα και τη θέση μας στο σύμπαν».
Ο Κέπλερ-51d αποτελεί μία από αυτές τις προκλήσεις. Ένας φωτεινός, θολός κόσμος που κρύβει τη φύση του πίσω από ένα παχύ πέπλο, αφήνοντας τους επιστήμονες να συνθέσουν στοιχεία από τα λίγα που μπορούν να δουν.
Η πλήρης μελέτη δημοσιεύτηκε στο The Astronomical Journal .
