Περίπου 100 έτη φωτός μακριά από τη Γη, στον αστερισμό του Δράκοντα, βρίσκεται ένας πλανήτης που ίσως φιλοξενεί έναν ωκεανό χωρίς τέλος: μια επιφάνεια καλυμμένη εξ ολοκλήρου από νερό, χωρίς ηπείρους, χωρίς νησιά, χωρίς στεριά.
Αν οι υπολογισμοί των επιστημόνων επιβεβαιωθούν, ο TOI-1452 b δεν θα αποτελεί απλώς έναν ακόμη εξωπλανήτη, αλλά έναν εντελώς διαφορετικό τύπο κόσμου από όσους γνωρίζουμε μέχρι σήμερα. Έναν πλανήτη όπου το νερό δεν είναι απλώς συστατικό της επιφάνειας, αλλά κυριαρχεί στη συνολική δομή του.
Ένας κόσμος τόσο διαφορετικός αλλά και τόσο ίδιος με τη Γη
Παρότι η Γη χαρακτηρίζεται ως ο «μπλε πλανήτης», στην πραγματικότητα οι ωκεανοί της αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 1% της συνολικής μάζας της.
Στον TOI-1452 b τα δεδομένα δείχνουν κάτι εντυπωσιακά διαφορετικό. Σύμφωνα με τα μοντέλα που ανέπτυξε η διεθνής ερευνητική ομάδα υπό τον Charles Cadieux του Ινστιτούτου Έρευνας για Εξωπλανήτες (iREx) του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ, το νερό θα μπορούσε να αποτελεί περίπου το 22% της συνολικής μάζας του πλανήτη, ενώ ορισμένες προσομοιώσεις ανεβάζουν το ποσοστό ακόμη και στο 30%.
Εάν αυτή η εκτίμηση επιβεβαιωθεί, τότε πρόκειται για έναν πραγματικό «ωκεάνιο κόσμο», μια κατηγορία πλανητών που μέχρι πρόσφατα υπήρχε κυρίως στη θεωρητική αστροφυσική και στην επιστημονική φαντασία.
Μια Υπερ-Γη με ιδανικές διαστάσεις
Ο TOI-1452 b ανήκει στην κατηγορία των λεγόμενων Υπερ-Γαιών, δηλαδή πλανητών μεγαλύτερων από τη Γη αλλά μικρότερων από παγωμένους γίγαντες όπως ο Ποσειδώνας.
Οι διαστάσεις του είναι εντυπωσιακές:
- διαθέτει ακτίνα περίπου 1,67 φορές μεγαλύτερη από εκείνη της Γης,
- έχει περίπου 4,8 φορές μεγαλύτερη μάζα,
- ολοκληρώνει μία περιφορά γύρω από το άστρο του κάθε 11 ημέρες.
Παρά τη μικρή απόσταση από το άστρο του, οι συνθήκες δεν είναι ακραίες, καθώς αυτό είναι ένας ψυχρός κόκκινος νάνος και όχι ένα άστρο σαν τον Ήλιο.
Η υπολογιζόμενη θερμοκρασία ισορροπίας του πλανήτη φτάνει περίπου τους 53 βαθμούς Κελσίου, τιμή που επιτρέπει θεωρητικά την ύπαρξη υγρού νερού, εφόσον το επιτρέπουν και οι ατμοσφαιρικές συνθήκες.
Η πυκνότητα που πρόδωσε τον ωκεανό
Το στοιχείο που έκανε τους αστρονόμους να υποψιαστούν ότι ο TOI-1452 b είναι ένας πλανήτης γεμάτος νερό δεν ήταν κάποια φωτογραφία ούτε άμεση παρατήρηση, ήταν η πυκνότητά του.
Με πυκνότητα περίπου 5,6 γραμμαρίων ανά κυβικό εκατοστό, ο πλανήτης εμφανίζεται αισθητά ελαφρύτερος από έναν καθαρά βραχώδη κόσμο αντίστοιχου μεγέθους.
Όταν οι επιστήμονες συνδύασαν:
- τη μάζα,
- την ακτίνα,
- τα χαρακτηριστικά του άστρου,
- και τα μοντέλα εσωτερικής δομής, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ένας μεγάλος όγκος νερού αποτελεί την πιθανότερη εξήγηση.
Πώς ανακαλύφθηκε
Η ιστορία της ανακάλυψης αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα της συνεργασίας διαφορετικών τηλεσκοπίων.
Η πρώτη ένδειξη προήλθε από τον δορυφόρο TESS της NASA, ο οποίος εντόπισε μικρές περιοδικές μειώσεις στη φωτεινότητα του άστρου κάθε έντεκα ημέρες, ένδειξη ότι ένας πλανήτης περνούσε μπροστά του. Υπήρχε όμως μια δυσκολία.
Το σύστημα TOI-1452 αποτελείται από δύο κόκκινους νάνους, οι οποίοι από την οπτική του TESS εμφανίζονταν σαν ένα μοναδικό φωτεινό σημείο.
Η κάμερα PESTO στο Αστεροσκοπείο Mont-Mégantic του Καναδά κατάφερε να ξεχωρίσει ποιο από τα δύο άστρα φιλοξενούσε τον πλανήτη.
Στη συνέχεια, το φασματοπολαριόμετρο SPIRou, στο τηλεσκόπιο Καναδά–Γαλλίας–Χαβάης, μέτρησε την ανεπαίσθητη ταλάντωση του άστρου που προκαλεί η βαρυτική έλξη του πλανήτη, επιτρέποντας στους επιστήμονες να υπολογίσουν τη μάζα του.
Με αυτόν τον συνδυασμό δεδομένων κατέστη δυνατό να εκτιμηθούν τα φυσικά χαρακτηριστικά του TOI-1452 b.
Γιατί οι επιστήμονες ενθουσιάστηκαν
Η ύπαρξη ενός πραγματικού ωκεάνιου πλανήτη θα άλλαζε σημαντικά την εικόνα που έχουμε για τον σχηματισμό πλανητικών συστημάτων.
Στο Ηλιακό Σύστημα δεν υπάρχει κανένας πλανήτης αντίστοιχου τύπου. Υπάρχουν βέβαια δορυφόροι όπως ο Γανυμήδης, η Καλλιστώ, ο Τιτάνας και ο Εγκέλαδος, οι οποίοι εκτιμάται ότι διαθέτουν τεράστιους υπόγειους ωκεανούς κάτω από παγωμένους φλοιούς.
Στον TOI-1452 b, όμως, το νερό ενδέχεται να βρίσκεται στην ίδια την επιφάνεια, σχηματίζοντας έναν παγκόσμιο ωκεανό εκατοντάδων χιλιομέτρων βάθους.
Ένα τέτοιο περιβάλλον θα ακολουθεί εντελώς διαφορετικούς γεωλογικούς και κλιματικούς μηχανισμούς από αυτούς που γνωρίζουμε στη Γη.
Μπορεί να φιλοξενεί ζωή;
Παρότι η παρουσία μεγάλων ποσοτήτων νερού αποτελεί βασική προϋπόθεση για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε, οι επιστήμονες είναι ιδιαίτερα προσεκτικοί.
Η εκτίμηση ότι ο TOI-1452 b είναι ένας ωκεάνιος κόσμος βασίζεται αποκλειστικά στη σχέση μάζας και ακτίνας και όχι σε άμεση ανίχνευση νερού.
Θεωρητικά, τα ίδια δεδομένα θα μπορούσαν να εξηγηθούν και από έναν πλανήτη με ασυνήθιστα μικρό μεταλλικό πυρήνα ή ακόμη και από μια παχιά ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο και ήλιο.
Επιπλέον, τα άστρα τύπου κόκκινου νάνου είναι γνωστά για τις έντονες εκλάμψεις τους, οι οποίες μπορούν να διαβρώσουν τις ατμόσφαιρες των πλανητών που τα περιβάλλουν.
Έτσι, το αν ο TOI-1452 b μπορεί πραγματικά να είναι κατοικήσιμος παραμένει ένα ανοιχτό επιστημονικό ερώτημα.
Το James Webb μπορεί να δώσει την οριστική απάντηση
Η μεγάλη ελπίδα των αστρονόμων είναι πλέον το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb. Χάρη στην ευαισθησία του, μπορεί να αναλύσει το φως που περνά μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη κατά τη διάρκεια της διέλευσής του μπροστά από το άστρο.
Η τεχνική αυτή, γνωστή ως φασματοσκοπία μετάδοσης, επιτρέπει στους επιστήμονες να αναζητήσουν ίχνη υδρατμών, διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου και άλλων αερίων που αποκαλύπτουν τη σύσταση της ατμόσφαιρας.
Ο TOI-1452 b θεωρείται ήδη ένας από τους σημαντικότερους στόχους παρατήρησης του Webb, καθώς βρίσκεται αρκετά κοντά στη Γη και το άστρο του μπορεί να παρακολουθείται σχεδόν όλο τον χρόνο.
Οι επόμενες παρατηρήσεις αναμένεται να δείξουν αν πρόκειται πράγματι για έναν πλανήτη καλυμμένο από έναν ατελείωτο ωκεανό ή αν πίσω από τη χαμηλή πυκνότητά του κρύβεται μια διαφορετική εξήγηση.
Σε κάθε περίπτωση, ο TOI-1452 b υπενθυμίζει ότι όσο περισσότερο εξερευνούμε τον Γαλαξία, τόσο περισσότερο διαπιστώνουμε πως η Γη δεν αποτελεί το μοναδικό πρότυπο για το πώς μπορεί να μοιάζει ένας κατοικήσιμος – ή έστω συναρπαστικός – κόσμος.
