În spațiu există un nume neobișnuit de exoplanet Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Este o lume ciudată, ca un hibrid între Pământ și Neptun. Are un miez stâncos ca Pământul, dar este înconjurat de o atmosferă formată din hidrogen și heliu. Această combinație este diferită de orice în sistemul nostru solar.
Planeta orbitează o stea pitică roșie numită Gliese 3470, în constelația Rac. GJ 3470 b este de aproximativ 12,6 mase de pământ, ceea ce înseamnă că este aproximativ la jumătatea distanței dintre Pământ și Neptun în masă. (Neptun este de aproximativ 17 mase de Pământ.)
Datorită misiunii Kepler, știm că există multe exoplanete în această gamă de masă. Este posibil ca până la 80% dintre planete să se încadreze în acest interval, deși viitoarele misiuni exoplanetare nu vor clarifica acest lucru. Până acum, astronomii nu au avut o privire bună asupra atmosferei uneia dintre aceste planete, astfel că formarea lor este un pic de mister.
Telescoapele spațiale Hubble și Spitzer s-au alăturat pentru a arunca o privire mai atentă asupra atmosferei GJ 3470 b și este prima dată când astronomii au reușit să identifice amprenta chimică a atmosferei unei planete ca aceasta. Ceea ce au descoperit este că planeta are o atmosferă aproape primitivă, primordială de hidrogen și heliu, fără să existe elemente mai grele.
Și asta prezintă un pic de mister.
„Nu avem ceva de genul acesta în sistemul solar, iar asta face ceea ce face mai impresionant.”
Björn Benneke de la Universitatea din Montreal din Canada
Half Star, Half Planet?
GJ 3470 b, cu atmosfera sa de hidrogen și heliu, este mai mult ca o stea decât cu o planetă în unele moduri. Soarele nostru este de 73% hidrogen, iar restul este aproape tot heliu. Doar o porție minusculă a Soarelui este elemente mai grele precum oxigenul, neonul, fierul și carbonul. Giganții gazoși Jupiter și Saturn sunt în mare parte hidrogen și heliu, dar conțin și alți compuși precum metan și amoniac, precum și elemente mai grele. Acești compuși sunt aproape absenți în GJ 3470 b.
„Aceasta este o mare descoperire din perspectiva formării planetei. Planeta orbitează foarte aproape de stea și este mult mai puțin masivă decât Jupiter - de 318 ori mai mare decât Pământul - dar a reușit să acrete atmosfera primordială de hidrogen / heliu, care este în mare parte „nepoluată” de elemente mai grele ”, a declarat Björn Benneke, de la Universitatea din Montreal în Canada, într-un comunicat de presă al NASA. „Nu avem ceva de genul acesta în sistemul solar, iar asta face ceea ce face mai impresionant.”
Astronomii din spatele acestei lucrări au combinat capabilitățile cu mai multe lungimi de undă ale ambelor telescoape spațiale pentru a arunca o privire bună asupra atmosferei GJ 3470. Au făcut-o măsurând absorbția luminii stelare pe măsură ce exoplaneta tranzita în fața stelei gazdă. De asemenea, au măsurat pierderea luminii reflectate pe măsură ce exoplaneta a trecut în spatele stelei. În total, perechea de telescoape spațiale a observat 12 tranzite și 20 de eclipse.
Astronomii folosesc spectroscopie pentru a identifica amprentele chimice ale hidrogenului și heliului din atmosferă, iar natura atmosferei planetei a făcut acest lucru posibil. În cea mai mare parte este clar, cu foarte puțină ceață, ceea ce înseamnă că au putut să privească profund în atmosferă. „Pentru prima dată avem o semnătură spectroscopică a unei astfel de lumi”, a spus Benneke.
Dar acea spectroscopie a dezvăluit ceva neașteptat. Astronomii au crezut că vor găsi o compoziție chimică similară planetei Neptun, cu elemente mai grele precum oxigenul și carbonul. În schimb, au găsit o atmosferă care semăna cu Soarele.
„… Am găsit o atmosferă atât de săracă în elemente grele, încât compoziția sa seamănă cu compoziția bogată în hidrogen / heliu a Soarelui.”
BJÖRN BENNEKE A UNIVERSITĂȚII MONTREAL ÎN CANADA
„Ne așteptam ca o atmosferă puternic îmbogățită în elemente mai grele precum oxigenul și carbonul care formează vapori de apă abundenți și gaz metan, similar cu ceea ce vedem pe Neptun”, a spus Benneke. „În schimb, am găsit o atmosferă atât de săracă în elemente grele, încât compoziția sa seamănă cu compoziția bogată în hidrogen / heliu a Soarelui.”
Împărțindu-l împreună
Acum că astronomii au obținut un bun control asupra atmosferei exoplanetului, datorită puterii combinate a Hubble și a telescoapelor spațiale Spitzer, ei pot începe să înțeleagă cum s-a putut forma această planetă ciudată.
GJ 3470 b este în contrast puternic cu alte exoplanete. Astronomii cred că alte exoplanete, de exemplu Jupiterele fierbinți, se formează la o distanță mare de Soarele lor și apoi migrează spre interior. Astronomii cred însă că acest exoplanet s-a format foarte aproape de steaua sa pitică roșie, aproape de locul în care se află astăzi.
La început s-a format ca un obiect stâncos minuscul, la început în centrul discului protoplanetar, cam în același timp în care s-a format steaua. Și-ar fi adunat sau ar fi acumulat atmosfera din același material primordial din discul format din stea. Și asta ar explica atmosfera de hidrogen / heliu și de ce îi lipsește elemente mai grele.
„Aceasta este o mare descoperire din perspectiva formării planetei.”
BJÖRN BENNEKE A UNIVERSITĂȚII MONTREAL ÎN CANADA
„Vedem un obiect care a fost capabil să acumuleze hidrogen din discul protoplanetar, dar nu am fugit pentru a deveni un Jupiter fierbinte”, a spus Benneke. „Acesta este un regim intrigant.”
Ceea ce s-a putut întâmpla este că în continuare se acumulează materie de pe disc, dar vedeta a crescut mai repede, iar discul s-a disipat. Acest lucru a împiedicat GJ 3470 b să crească și să devină mai asemănător cu gigantii gazului din Sistemul nostru Solar, cu elemente mai grele în atmosfera lor.
Deocamdată, aici stă înțelegerea noastră a acestui exoplanet intrigant și ciudat. Dar odată ce James Webb Space Telescope (JWST) este în funcțiune, ne va spune mai multe.
JWST este un puternic telescop spațial care poate vedea în infraroșu cu o sensibilitate fără precedent. Vor putea sonda atmosfera de GJ 3470 b și alte exoplanete și să dezvăluie lucrurile încă nevăzute. În special, se vor observa în lungimi de undă care fac ca ceile obfuscante să fie aproape transparente.
Apoi, înțelegerea noastră a tuturor exoplanetelor, nu doar a acestei, va crește pas cu pas.
Surse:
- Comunicat de presă: Atmosfera planetei Midsize dezvăluită de Hubble, Spitzer
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Telescopul spațial Spitzer
