Ο Gliese 1214b, ο λεγόμενος “μίνι Ποσειδώνας”, είναι μια μικρότερη, πυκνότερη εκδοχή του Ποσειδώνα που αποτελείται από έναν βραχώδη πυρήνα που περιβάλλεται από ένα παχύ στρώμα αερίου και βρίσκεται σε απόσταση περίπου 52 ετών φωτός στον αστερισμό του Οφιούχου.

Αυτός ο εξωπλανήτης περιφέρεται γύρω από ένα ερυθρό άστρο νάνο, το Gliese 1214, κάθε 38 ώρες σε απόσταση 1,3 εκατομμυρίων μιλίων. Ανακαλύφθηκε το 2009 από το πρόγραμμα MEarth Project, ο Gliese 1214b έχει περίπου 2,7 φορές τη διάμετρο της Γης και ζυγίζει σχεδόν επτά φορές περισσότερο. Ενώ ο πλανήτης, είναι πολύ θερμός για να φιλοξενεί ωκεανούς με υγρό νερό, το νερό σε μορφή ατμού θα μπορούσε να αποτελεί σημαντικό μέρος της ατμόσφαιρας του.

“Ο πλανήτης είναι εντελώς καλυμμένος από κάποιο είδος ομίχλης ή στρώματος σύννεφων“, δήλωσε η αστρονόμος Eliza Kempton του Πανεπιστημίου του Maryland. “Η ατμόσφαιρα του, μέχρι αυτή την παρατήρηση, παρέμενε εντελώς κρυμμένη από εμάς. Αν όντως είναι πλούσιος σε νερό, ο πλανήτης θα μπορούσε να είναι ένας υδάτινος κόσμος, με μεγάλες ποσότητες υδάτινου και παγωμένου υλικού κατά τη στιγμή του σχηματισμού του”.

Για να διαπεράσουν ένα τόσο παχύ φράγμα, η Kempton και οι συνεργάτες της πήραν το ρίσκο μιας νέας προσέγγισης. Εκτός από την καθιερωμένη παρατήρηση, παρακολούθησαν τον Gliese 1214b σχεδόν σε ολόκληρη την τροχιά του γύρω από το μητρικό του άστρο. Χρησιμοποιώντας το μέσο-υπέρυθρο όργανο (MIRI) του Webb, κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα είδος θερμικού χάρτη του πλανήτη.

Τηλεσκόπιο James Webb

Ο θερμικός χάρτης αποκάλυψε – λίγο πριν η τροχιά του πλανήτη τον μεταφέρει πίσω από το άστρο, και καθώς αναδυόταν από την άλλη πλευρά – τόσο την ημερήσια όσο και τη νυχτερινή πλευρά του, αποκαλύπτοντας λεπτομέρειες για τη σύνθεση της ατμόσφαιρας.

“Η δυνατότητα να έχουμε μια πλήρη τροχιά ήταν πραγματικά κρίσιμη για να κατανοήσουμε πώς ο πλανήτης κατανέμει τη θερμότητα από την πλευρά της ημέρας στην πλευρά της νύχτας“, δήλωσε η Kempton. “Υπάρχει μεγάλη αντίθεση μεταξύ ημέρας και νύχτας. Η πλευρά της νύχτας είναι πιο κρύα από την πλευρά της ημέρας. Στην πραγματικότητα, οι θερμοκρασίες μετατοπίστηκαν από 279 σε 165 βαθμούς Κελσίου“.

Μια τόσο μεγάλη μετατόπιση είναι δυνατή μόνο σε μια ατμόσφαιρα που αποτελείται από βαρύτερα μόρια, όπως το νερό ή το μεθάνιο, τα οποία εμφανίζονται παρόμοια όταν παρατηρούνται από το MIRI. Αυτό σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα του Gliese 1214b δεν αποτελείται κυρίως από ελαφρύτερα μόρια υδρογόνου, κάτι που αποτελεί ενδεχομένως σημαντικό στοιχείο για την ιστορία και τον σχηματισμό του πλανήτη – και ίσως για το υδάτινο ξεκίνημά του.

Gliese 1214b

“Αυτή δεν είναι μια αρχέγονη ατμόσφαιρα. Δεν αντικατοπτρίζει τη σύνθεση του άστρου-ξενιστή γύρω από το οποίο σχηματίστηκε”, δήλωσε η Kempton. “Αντίθετα, είτε έχασε πολύ υδρογόνο, αν ξεκίνησε με μια ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο, είτε σχηματίστηκε αρχικά από βαρύτερα στοιχεία – πιο παγωμένο, πλούσιο σε νερό υλικό. Και ενώ ο πλανήτης είναι θερμός για τα ανθρώπινα δεδομένα, είναι πολύ πιο ψυχρός από ό,τι αναμενόταν“.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ασυνήθιστα λαμπερή ατμόσφαιρά του, η οποία αποτέλεσε έκπληξη για τους ερευνητές, αντανακλά ένα μεγάλο μέρος του φωτός από το μητρικό του άστρο αντί να το απορροφά και να θερμαίνεται περισσότερο. Οι νέες παρατηρήσεις θα μπορούσαν να ανοίξουν την πόρτα για βαθύτερη γνώση των “μίνι Ποσειδώνων” – ο πιο κοινός τύπος πλανήτη στον γαλαξία, αλλά μυστηριώδης για εμάς επειδή δεν εμφανίζονται στο ηλιακό μας σύστημα.

Η νέα εργασία υποδηλώνει ότι ο Gliese 1214b μπορεί να σχηματίστηκε πιο μακριά από το άστρο του και στη συνέχεια να κατευθύνθηκε σταδιακά προς τα μέσα και να έφτασε στη σημερινή, κοντινή τροχιά του. “Η απλούστερη εξήγηση, αν βρούμε έναν πλανήτη πολύ πλούσιο σε νερό, είναι ότι σχηματίστηκε πιο μακριά από το άστρο-ξενιστή”, ανέφερε η Kempton.

Παραπομπές:

E.MR. Kempton et al. A reflective, metal-rich atmosphere for GJ 1214b from its JWST phase curve. Nature, published online May 10, 2023; doi: 10.1038/s41586-023-06159-5