Κάντε TO BHMA προτιμώμενη πηγή Για περισσότερο από μια δεκαετία, ο GJ 504 b ήταν ένας από τους πιο αινιγματικούς κόσμους που είχαν εντοπίσει οι αστρονόμοι. Ένας πλανήτης με παράξενη ροζ απόχρωση, σε απόσταση 57 ετών φωτός από τη Γη, που αρνιόταν πεισματικά να αποκαλύψει τη σύστασή του. Τα μεγαλύτερα επίγεια τηλεσκόπια προσπάθησαν επί χρόνια να «διαβάσουν» την ατμόσφαιρά του, χωρίς αποτέλεσμα. Η λύση ήρθε τελικά από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο εντόπισε το στοιχείο που έκρυβε την πραγματική εικόνα: σύννεφα αλατιού.
Ο GJ 504 b ανακαλύφθηκε το 2013 να περιφέρεται γύρω από ένα άστρο παρόμοιο με τον Ήλιο. Από την πρώτη στιγμή ξεχώρισε λόγω του ιδιαίτερου χρώματός του, μιας αχνής ματζέντα ή ροζ απόχρωσης που του χάρισε το παρατσούκλι «Ροζ Πλανήτης».
Η ιδιαιτερότητά του όμως δεν ήταν μόνο αισθητική. Ο GJ 504 b ανήκει στους ψυχρότερους πλανητικούς κόσμους που έχουν φωτογραφηθεί άμεσα. Η θερμοκρασία του υπολογίζεται περίπου στους 550 βαθμούς Φαρενάιτ, δηλαδή περίπου 290 βαθμούς Κελσίου. Για τα δεδομένα της άμεσης παρατήρησης εξωπλανητών θεωρείται εξαιρετικά ψυχρός, γεγονός που τον έκανε ιδιαίτερα δύσκολο στη μελέτη.
Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία ενός τέτοιου αντικειμένου, τόσο λιγότερο φως εκπέμπει. Και χωρίς αρκετό φως, η ανάλυση της ατμόσφαιρας γίνεται σχεδόν αδύνατη. Τα τηλεσκόπια στη Γη αφιέρωσαν αμέτρητες ώρες παρατήρησης, αλλά το φάσμα του πλανήτη, το «δακτυλικό αποτύπωμα» των χημικών στοιχείων του, παρέμενε κρυφό.
Το James Webb κατάφερε να διαβάσει την ατμόσφαιρά του
Η αλλαγή ήρθε όταν οι ερευνητές στράφηκαν στο James Webb Space Telescope. Χάρη στη θέση του στο διάστημα, μακριά από τις παρεμβολές της γήινης ατμόσφαιρας, το JWST μπορεί να συλλέγει με μεγαλύτερη ακρίβεια το υπέρυθρο φως, εκεί όπου ένας ψυχρός πλανήτης όπως ο GJ 504 b εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας του.
Η ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Aneesh Baburaj κατάφερε μέσα σε περίπου δύο ώρες παρατήρησης να συλλέξει δεδομένα που τα επίγεια τηλεσκόπια δεν είχαν καταφέρει να αποκτήσουν μέσα σε χρόνια.
Η ανάλυση αποκάλυψε μια σύνθετη ατμόσφαιρα, γεμάτη υδρατμούς, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία. Παράλληλα εντοπίστηκαν ασθενέστερες ενδείξεις υδρόθειου και ιδιαίτερες μορφές μονοξειδίου του άνθρακα.
Όμως το σημαντικότερο εύρημα δεν βρισκόταν στα βασικά αέρια. Βρισκόταν ψηλότερα, στα σύννεφα του πλανήτη.
Η «ομίχλη» αλατιού έκρυβε την πραγματική εικόνα
Όταν οι ερευνητές προσπάθησαν να εξηγήσουν τα δεδομένα με τα συνηθισμένα μοντέλα ατμοσφαιρών, προέκυπταν παράλογα συμπεράσματα. Για να ταιριάξουν οι υπολογισμοί με τις παρατηρήσεις, ο πλανήτης θα έπρεπε να έχει ιδιότητες που δεν είχαν φυσική εξήγηση.
Η απάντηση ήρθε όταν δοκιμάστηκαν διαφορετικές μορφές νεφών. Τα μοντέλα που περιλάμβαναν σύννεφα από άλατα ήταν εκείνα που εξηγούσαν καλύτερα το φάσμα του GJ 504 b.
Τα σύννεφα αυτά λειτουργούν σαν ένα φυσικό φίλτρο. Όπως μια λάμπα πίσω από θαμπό τζάμι φαίνεται διαφορετική από ό,τι πραγματικά είναι, έτσι και η ατμόσφαιρα του πλανήτη παραμορφώνει το φως που φτάνει μέχρι το τηλεσκόπιο. Το αλάτι έκρυβε μέρος των χημικών σημάτων από τα βαθύτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.
Η θεωρία ότι ψυχροί πλανητικοί κόσμοι μπορεί να σχηματίζουν τέτοιου είδους νέφη υπήρχε εδώ και χρόνια. Ο GJ 504 b προσφέρει πλέον μία από τις πρώτες άμεσες ενδείξεις ότι αυτή η διαδικασία συμβαίνει πραγματικά.
Ο «Ροζ Πλανήτης» ίσως δεν είναι αυτό που νόμιζαν οι επιστήμονες
Η ανακάλυψη δεν αφορά μόνο την ατμόσφαιρα. Αλλάζει και την ίδια την ιστορία του πλανήτη.
Οι αρχικές εκτιμήσεις τοποθετούσαν την ηλικία του συστήματος περίπου στα 160 εκατομμύρια χρόνια, κάτι που σήμαινε ότι ο GJ 504 b θα μπορούσε να είναι ένας σχετικά ελαφρύς πλανήτης, με μάζα λίγες φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Δία.
Τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι το σύστημα είναι πολύ παλαιότερο, ηλικίας περίπου 2,5 έως 4 δισεκατομμυρίων ετών. Ένας τόσο παλιός κόσμος θα έπρεπε να έχει χάσει μεγάλο μέρος της θερμότητάς του. Για να συνεχίζει να εκπέμπει το φως που βλέπουν οι αστρονόμοι, πρέπει πιθανότατα να είναι πολύ πιο βαρύς.
Οι νέες εκτιμήσεις ανεβάζουν τη μάζα του κοντά στις 25 φορές εκείνη του Δία, τοποθετώντας τον σε μια ασαφή περιοχή ανάμεσα στους γιγάντιους πλανήτες και τους καφέ νάνους, τα αποκαλούμενα «αποτυχημένα άστρα» που δεν απέκτησαν ποτέ αρκετή μάζα για να ξεκινήσουν πυρηνικές αντιδράσεις.
Οι επιστήμονες προτιμούν προς το παρόν να τον χαρακτηρίζουν πλανητικό σύντροφο, καθώς παραμένει ανοιχτό το ερώτημα αν δημιουργήθηκε με πλανητικό τρόπο ή μέσω διαδικασιών παρόμοιων με εκείνες των μικρών άστρων.
Ένα νέο κεφάλαιο στην αναζήτηση εξωγήινων κόσμων
Ο GJ 504 b έχει ιδιαίτερη σημασία όχι μόνο επειδή είναι παράξενος, αλλά επειδή δείχνει τι μπορεί πλέον να κάνει το James Webb.
Η δυνατότητα ανάλυσης ψυχρών ατμοσφαιρών αποτελεί κρίσιμο βήμα για την αστρονομία. Μέχρι σήμερα, οι περισσότερες άμεσες μελέτες εξωπλανητών αφορούσαν θερμούς, νεαρούς κόσμους που ήταν ευκολότερο να εντοπιστούν.
Το JWST ανοίγει τον δρόμο για την εξερεύνηση πιο ώριμων πλανητών, ακόμη και εκείνων που μοιάζουν περισσότερο με τον Δία. Μακροπρόθεσμα, αυτή η τεχνολογία μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν μικρότερους και πιθανώς πιο φιλόξενους κόσμους.
Το μυστήριο του «Ροζ Πλανήτη» λύθηκε επειδή οι επιστήμονες κατάλαβαν ότι έλειπε ένα απλό συστατικό από τα μοντέλα τους: τα σύννεφα αλατιού. Ένας κόσμος 57 έτη φωτός μακριά έδειξε ότι ακόμη και τα πιο γνώριμα υλικά μπορούν να κρύβουν τις μεγαλύτερες κοσμικές εκπλήξεις.
