Το Hubble ανακαλύπτει τα ατμοσφαιρικά στρώματα ενός εξωηλιακού πλανήτη

Πηγή: Space Telescope Science Institute, 31 Ιανουαρίου 2007

Χάρις στις ισχυρές κάμερες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble μπορούν οι αστρονόμοι να μελετήσουν για πρώτη φορά τη δομή των στρωμάτων της ατμόσφαιρας ενός πλανήτη, που είναι σε τροχιά γύρω από ένα άλλο αστέρι. Το Hubble ανακάλυψε ένα πυκνό ανώτερο στρώμα καυτού αερίου υδρογόνου, το οποίο 'ξεφορτώνεται' η καυτή ατμόσφαιρα του πλανήτη φεύγοντας προς το διάστημα.

Ο πλανήτης, που είναι γνωστός ως HD 209458b ή Όσιρις, είναι αντίθετος από οποιοδήποτε κόσμο του ηλιακού συστήματος μας. Είναι σε τροχιά πολύ κοντά στο αστέρι του - περίπου δέκα φορές μικρότερη από ό,τι η απόσταση του Ερμή από τον Ήλιο ενώ ολοκληρώνει μια περιφορά γύρω από το άστρο του σε 3.5 μέρες - και γι αυτό είναι τόσο καυτός που το αέριό του ρέει στο διάστημα, κάνοντας τον πλανήτη να εμφανίζεται σαν να έχει μια ουρά σαν να είναι ενός κομήτη. Αυτή η νέα έρευνα αποκαλύπτει ότι το στρώμα στην ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη, όπου το αέριο είναι πολύ θερμό, δραπετεύει στο διάστημα.

"Το στρώμα που μελετήσαμε είναι πραγματικά μια ζώνη μετάβασης όπου η θερμοκρασία ανεβαίνει στα ύψη από, περίπου, 1.000 Kelvin σε περίπου 15.000 Kelvin, που είναι πιο θερμό από τον ήλιο", λέει η Gilda Ballester του πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson, και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. "Με αυτήν την ανίχνευση βλέπουμε τις λεπτομέρειες για το πώς χάνει την ατμόσφαιρά του ένας πλανήτης."

Τα στοιχεία Hubble επιδεικνύουν πώς η έντονη υπεριώδης ακτινοβολία από το αστέρι του θερμαίνει το αέριο στην ανώτερη ατμόσφαιρα, διογκώνοντας την ατμόσφαιρα σαν ένα μπαλόνι. Το αέριο είναι τόσο καυτό που η ταχύτητα των μορίων του είναι πολύ μεγάλη και δραπετεύει από τον πλανήτη με ένα ρυθμό 10.000 τόνων το δευτερόλεπτο, περισσότερο από τρεις φορές το ρυθμό του νερού που ρέει από τους καταρράχτες του Νιαγάρα. Ο πλανήτης, εντούτοις, δεν θα σβήσει σύντομα. Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι η διάρκεια ζωής του είναι περισσότερο από 5 δισεκατομμύρια έτη.

Ο καυτός πλανήτης είναι μια μεγάλη αυξομειούμενη έκδοση του Δία. Στην πραγματικότητα, είναι ένας μεγάλος αεριώδης πλανήτης που είναι σε πολύ στενή τροχιά γύρω από το αστέρι του, σε αντίθεση με τον Δία. Πιθανόν ο Δίας να έμοιαζε με τον HD 209458b εάν ήταν κοντά στον ήλιο.

Αν και ο HD 209458b δεν έχει κανένα δίδυμο στο ηλιακό σύστημά μας, έχει πολλούς συγγενείς πέρα από το ηλιακό σύστημά μας. Περίπου το 10 έως 15 τοις εκατό των περισσότερων από 200 γνωστών εξωηλιακών πλανητών είναι σαν καυτοί Δίιοι ή Πηγασίδες πλανήτες όπως λέγονται. Σε μια πρόσφατη έρευνα το Hubble συνέλαβε 16 τέτοιους υποψήφιους καυτούς πλανήτες στην κεντρική περιοχή του Γαλαξία μας, κάτι που δείχνει ότι μπορούν να υπάρχουν δισεκατομμύρια τέτοιων αέριων γιγάντων κοντά σε αστέρια μέσα στο Γαλαξία μας.

Ο HD 209458b είναι ένας από τους πιο έντονα μελετημένους εξωηλιακούς πλανήτες επειδή είναι ένας από τους λίγους γνωστούς αλλοδαπούς κόσμους που μπορούν να φανούν περνώντας μπροστά από, ή να διέρχονται, το αστέρι τους, αναγκάζοντας έτσι να εξασθενίσει ελαφρώς το φως του άστρου. Στην πραγματικότητα, ο γίγαντας αερίου είναι ο πρώτος τέτοιος αλλοδαπός κόσμος που ανακαλύφθηκε να διέρχεται από το αστέρι του.

Ο HD 209458b είναι 150 έτη φωτός από τη γη στον αστερισμό του Πήγασου και ανακαλύφθηκε το 1999.

Οι διελεύσεις του πλανήτη επιτρέπουν στους αστρονόμους να αναλύσουν τη δομή και τη χημική σύσταση της ατμόσφαιρας του γίγαντα αερίου κάνοντας δειγματοληψία της φωτός του άστρου που περνά γύρω από αυτόν.

Οι προηγούμενες παρατηρήσεις του Hubble αποκάλυψαν οξυγόνο, άνθρακα, και νάτριο στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, καθώς επίσης και μια τεράστια ανώτερη ατμόσφαιρα υδρογόνου με μια με μορφή σαν την ουρά ενός κομήτη. Αυτές οι μελέτες-ορόσημο έδωσαν την πρώτη ανίχνευση της χημικής σύστασης της ατμόσφαιρας ενός εξωηλιακού πλανήτη.

Οι πρόσθετες παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA συνέλαβαν και την υπέρυθρη ακτινοβολία από την καυτή ατμόσφαιρα του πλανήτη.

Πάντως, λόγω της τόσο κοντινής απόστασης του πλανήτη με το άστρο, το Hubble δεν μπόρεσε να απεικονίσει τον πλανήτη, όμως χρησίμευσε στο να αναλυθεί το φως καθώς φιλτραρίστηκε μέσω της ατμόσφαιρας του πλανήτη.