Planeta care își regenerează atmosfera11 min read

Astronomii au descoperit un mecanism care-i permite unei planete să-și regenereze atmosfera distrusă de steaua pe care o orbitează.

La 41 de ani-lumină distanță, orbitând o stea mult mai mică și mai rece ca Soarele, se află exoplanetaAșa sunt denumite toate planetele din afara Sistemului Solar, exoplanets.nasa.gov GJ 1132 b. Aceasta este o planetă solidă, similară ca diametru și masă cu Pământul.

În 2017, la doi ani de la descoperirea planetei, a fost anunțat„Detection of the atmosphere of the 1.6 Earth mass exoplanet GJ 1132b”, arxiv.org faptul că are și o atmosferă. Era prima dată când se detecta o atmosferă a unei exoplanete similare ca dimensiuni cu Pământul.

Pe 11 martie 2021, o echipă de astronomi condusă de Mark R. Swain a anunțat nu doar că GJ 1132 b are o atmosferă, dar și că aceasta s-ar putea să fie o nouă atmosferă.„Hubble Sees New Atmosphere Forming on a Rocky Exoplanet”, esahubble.org 

Deși în prezent GJ 1132 b are un diametru doar puțin mai mare ca al Pământului, lucrurile nu au stat mereu așa. Astronomii cred că în trecut GJ 1132 b era o planetă gazoasă, cu un diametru de câteva ori mai mare decât cel al Pământului. Se pare că atmosfera acestei planete, formată în principal din hidrogen și heliu, a fost distrusă de enorma cantitate de radiații la care este expusă exoplaneta. Iar ceea ce astronomii observă în prezent nu reprezintă decât nucleul solid al acelei planete.

Observații recente pe care cercetătorii le-au realizat cu ajutorul Telescopului Spațial Hubble arată însă că acum planeta are o nouă atmosferă. „La început ne-am gândit că aceste planete foarte iradiate vor fi destul de plictisitoare, pentru că am crezut că și-au pierdut atmosfera. Dar am analizat observațiile existente ale acestei planete făcute de Telescopul Spațial Hubble și ne-am dat seama că există o atmosferă acolo”, explică Raissa Estrela, astronom NASA și membru al echipei care a realizat studiul exoplanetei GJ 1132 b.

Comparație directă între dimensiunea exoplanetei și a Pământului. Aldaron via Wikimedia Commons

Cum detectezi o planetă invizibilă?

Până în prezent, au fost confirmate peste patru mii de planete extrasolare. Dintre acestea, doar câteva zeci au fost observate direct, ca puncte luminoase aflate în relativa apropiere a stelei lor. Cele mai multe exoplanete, însă, nu pot fi observate direct, ci sunt necesare metode indirecte de detectarea a acestora. Cea mai eficientă astfel de metodă, până în prezent, este cea a tranzitului.

Dacă se întâmplă ca o planetă extrasolară să orbiteze steaua ei exact în planul potrivit, atunci, uneori, din perspectiva noastră, planeta va trece exact prin fața stelei sale. Acest proces este numit tranzit.„What’s a transit?”, exoplanets.nasa.gov El produce o mini eclipsă, blocând o foarte mică parte din lumina stelei. Astfel că, observând steaua la momentul potrivit, astronomii vor detecta o scădere a luminozității acesteia.

Dacă această scădere a luminozității se produce la intervale regulate de timp, atunci astronomii pot trage concluzia că există o planetă care, la fiecare orbită, trece exact printre steaua ei și Pământ. În funcție de perioada de timp dintre două tranzituri consecutive, astronomii pot deduce cât de aproape se află planeta respectivă față de steaua ei.

Planeta GJ 1132 b Găsești detalii în catalogul exooplanetelor de pe nasa.gov blochează lumina de la steaua sa la fiecare 1,5 zile terestre, ceea ce înseamnă că se află foarte aproape de aceasta. Măsurătorile astronomilor au arătat că planeta orbitează steaua la o distanță de două milioane de kilometri.

Atmosfera iese prin scoarța planetei

Tocmai faptul că este atât de aproape de steaua ei îi face pe astronomi să creadă că radiația la care e expusă planeta ar fi distrus bună parte din atmosfera acestei planete în prima sută de milioane de ani de la formarea ei. „Acest proces funcționează devreme în viața unei planete, când steaua este mai fierbinte”, a declarat liderul echipei, Mark Swain, de la Jet Propulsion Laboratory. „Apoi, steaua se răcește și planeta doar stă acolo. Așadar, există acest mecanism care poate să distrugă atmosfera în primele o sută de milioane de ani, iar apoi lucrurile se calmează. Și dacă își poate regenera atmosfera, poate o și păstrează.”

Faptul că astronomii de azi, miliarde de ani mai târziu, pot să detecteze o atmosferă a acestei planete înseamnă că există un mecanism care i-a permis planetei GJ 1132 b să-și regenereze atmosfera.

Tot distanța mică față de stea pare a fi secretul acestui mecanism. Fiind situată atât de aproape de un obiect foarte masiv, GJ 1132 b este supusă unei enorme forțe gravitaționale. Această forță gravitațională este atât de intensă încât îi menține interiorul în stare lichidă, sub formă de magmă.

Echipa de astronomi crede că planeta are o scoarță de doar câteva sute de metri grosime, astfel că este ușor crăpată de presiunea magmei de sub ea. Gazele aflate sub crustă scapă prin aceste fisuri și ajung la suprafață, formând noua atmosferă a planetei. „Această a doua atmosferă provine de la suprafața și din interiorul planetei, deci este o fereastră către geologia altei lumi”, spune Paul Rimmer, cercetător la Universitatea Cambridge, membru al echipei de astronomi.

Lumina poartă informații interesante

Dacă planeta care tranzitează steaua are o atmosferă, atunci o mică parte din lumina de la stea va trece prin atmosferă în drumul său spre Pământ.

Din experimentele efectuate în laboratoare, printr-un proces numit spectroscopie,„Background: Introduction to Spectroscopy”, nasa.gov oamenii de știință știu că unele molecule absorb anumite lungimi de undă ale luminii. Astfel că astronomii care studiază momentul tranzitului planetelor extrasolare cu ajutorul spectroscopiei își pot da seama care este compoziția atmosferei acestora.

Așa au ajuns astronomii să afle că GJ 1132 b are o atmosferă formată din hidrogen, acid cianhidric, metan și amoniac.

Deși GJ 1132 b nu este vizibilă direct de pe Pământ, astronomii au putut totuși afla informații importante nu doar despre atmosfera sa, ci și despre procesele care au loc sub crusta ei. Telescopul Spațial James Webb„Telescopul Spațial James Webb programat de lansare în octombrie 2021”, esa.int care e programat a fi lansat la sfârșitul lui 2021 va putea studia mai în detaliu ceea ce se petrece pe această exoplanetă.

CITEȘTE ȘI: FarFarOut și dimensiunea Sistemului Solar