Πώς ανακαλύπτουμε εξωπλανήτες; | Astronio (#5)
Βρισκόμαστε σε μία χρυσή εποχή για τον τομέα των εξωπλανητών.
Σίγουρα θα έχετε διαβάσει άρθρα ή θα έχετε ακούσει νέα
για την ανακάλυψη νέων κόσμων, νέων πλανητών
γύρω από άλλα άστρα, πέρα από το ηλιακό μας σύστημα.
Αλλά με ποιον τρόπο ανακαλύπτουμε όλους αυτούς τους πλανήτες;
Η αλήθεια είναι ότι μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1990,
δεν είχαμε ανακαλύψει κανέναν εξωπλανήτη.
Δεν είχαμε ιδέα αν το δικό μας ηλιακό σύστημα
ήταν κάτι μοναδικό και σπάνιο ή απλά ένα συνηθισμένο ηλιακό σύστημα μέσα σε δισεκατομμύρια άλλα.
Η αρχή, λοιπόν, έγινε το 1992
με την ανακάλυψη δύο εξωπλανητών σε τροχιά γύρω από ένα pulsar.
Από τότε μέχρι σήμερα, έχουν ανακαλυφθεί πάνω από 3.500 εξωπλανήτες.
Ποιες είναι λοιπόν οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την ανακάλυψη αυτών των εξωπλανητών;
Η πρώτη μέθοδος, που έχει φέρει και τα περισσότερα αποτελέσματα,
είναι η λεγόμενη "Μέθοδος των διαβάσεων".
Υποθέστε τώρα ότι βλέπετε ένα ηλιακό σύστημα από το πλάι.
Στο κέντρο, όπως ξέρετε, είναι ο ήλιος και γύρω γυρίζουν οι πλανήτες.
Αν όμως το βλέπετε από το πλάι, σημαίνει ότι κάθε τόσο
θα τύχει κάποιος πλανήτης να περάσει μπροστά από τον ήλιο του,
μπροστά από το μητρικό του άστρο.
Άρα, το φως το μητρικού άστρου θα μειωθεί κατά ένα ποσοστό.
Κατά ένα αρκετά μικρό ποσοστό.
Για παράδειγμα, αν ένας εξωγήινος πολιτισμός
παρατηρεί το δικό μας ηλιακό σύστημα από το πλάι,
τότε, όταν η Γη περνάει μπροστά από τον ήλιο, το φως του Ηλίου ελαττώνεται κατά 1/10.000.
Έτσι, λοιπόν, είναι αρκετά πιο εύκολο
να ανακαλύψουμε μεγάλους πλανήτες γύρω από μικρά άστρα, γύρω από μικρούς ήλιους.
Από το πόσο μειώνεται η φωτεινότητα του άστρου,
μπορούμε να καταλάβουμε πόσο μεγάλος είναι ο πλανήτης που περνάει από μπροστά.
Επίσης, από το πόσο συχνά περνάει μπροστά από το άστρο,
μπορούμε να καταλάβουμε ποιο είναι το αντίστοιχο έτος του
κι επομένως, πόσο μακριά είναι από το μητρικό άστρο.
Η δεύτερη μέθοδος που χρησιμοποιούμε
είναι η λεγόμενη "Μέθοδος των ακτινικών ταχυτήτων".
Γνωρίζετε ότι οι πλανήτες είναι σε τροχιά γύρω από τα άστρα
λόγω της βαρυτικής ελξης που ασκούν τα άστρα στους πλανήτες.
Σαν να είναι δεμένα μαζί τους με ένα σκοινί.
Αλλά, σύμφωνα με τον νόμο "Δράσης-Αντίδρασης",
πρέπει και οι πλανήτες να έλκουν τα άστρα με μια ίση και αντίθετη δύναμη.
Τα άστρα, βέβαια, έχουν πολύ μεγαλύτερες μάζες από τους πλανήτες
κι επομένως, δεν μετακινούνται σημαντικά.
Αλλά, όσο μικρότερο είναι ένα άστρο,
τόσο πιο εύκολο είναι να παρατηρήσουμε αυτή την κίνηση.
Πώς μετρούμε αυτή την κίνηση;
Ας υποθέσουμε ότι βλέπουμε και πάλι ένα ηλιακό σύστημα από το πλάι.
Λόγω της έλξης που δέχεται το άστρο από έναν πλανήτη,
καποια χρονικά διαστήματα μάς πλησιάζει
και κάποια άλλα απομακρύνεται από εμάς.
Βέβαια, τα άστρα είναι τόσο μακριά,
που δεν μπορούμε να τα δούμε να μεγαλώνουν και να μικραίνουν με αυτόν τον τρόπο.
Μπορούμε όμως να αξιοποιήσουμε ένα άλλο φαινόμενο, το οποίο λέγεται:
Σύμφωνα με αυτό, όταν μία φωτεινή πηγή κινείται προς εμάς,
τότε το χρώμα της πάει προς το μπλε.
Ενώ, όταν η φωτεινή πηγή απομακρύνεται από εμάς, τότε το χρώμα της πάει προς το κόκκινο.
Έτσι, παρατηρώντας το πόσο πολύ αλλάζει το χρώμα του άστρου,
μπορούμε να εκτιμήσουμε πόσο μεγάλη είναι η μάζα του πλανήτη που προκαλεί αυτή την μεταβολή.
Από το πόσο συχνά επαναλαμβάνεται αυτή η μεταβολή,
καταλαβαίνουμε πόσο χρόνο θέλει ο πλανήτης για να κάνει μια περιφορά γύρω από το άστρο
κι επομένως, την απόστασή του από αυτό.
Τις περισσότερες πληροφορίες για έναν εξωπλανήτη
μπορούμε να τις αντλήσουμε συνδυάζοντας και τις δύο μεθόδους.
Και την μέθοδο των διαβάσεων, ώστε να βρούμε το μέγεθος του πλανήτη,
αλλά και την μέθοδο των ακτινικών ταχυτήτων, ώστε να βρούμε την μάζα του.
Έτσι, μπορούμε να προσδιορίσουμε την πυκνότητα
και άρα μπορεί να καταλάβουμε ποια είναι η σύσταση του πλανήτη.
Η μέθοδος των διαβάσεων
είναι η μέθοδος που έχει φέρει τα περισσότερα αποτελέσματα μέχρι σήμερα.
Κι αυτό χάρη στο διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler
το οποίο παρακολουθεί τις μεταβολές του φωτός σε 150.000 κοντινά άστρα.
Αξιοσημείωτη είναι και η μέθοδος της απευθείας φωτογράφησης πλανητών
που δεν απαιτεί να βλέπουμε το σύστημα από το πλάι, όπως οι προηγούμενες δύο.
Ωστόσο, η τεχνολογία που έχουμε σήμερα, μάς επιτρέπει να βρίσκουμε και να φωτογραφίζουμε
κυρίως γίγαντες πλανήτες σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα
Φυσικά, έχει πάρα πολύ ενδιαφέρον η αναζήτηση πλανητών που να μοιάζουν με την Γη.
Δηλαδή πλανητών που να έχουν περίπου ίδια μάζα και ίδιο μέγεθος με την Γη,
αλλά και να βρίσκονται στην κατάλληλη απόσταση από το μητρικό τους άστρο.
Τι σημαίνει όμως "κατάλληλη απόσταση";
Όπως είναι επόμενο, όταν πλησιάζουμε ένα άστρο,
προσλαμβάνουμε περισσότερη ενέργεια από ό,τι όταν απομακρυνόμαστε από αυτό.
Επομένως, στην έρευνα για πλανήτες που να μοιάζουν με την Γη,
αναζητούμε πλανήτες που να βρίσκονται μέσα στην ισορροπημένη περιοχή
που οι θερμοκρασίες να μην είναι ούτε πάρα πολύ υψηλές,
ούτε πάρα πολύ χαμηλές
και να μπορεί να υπάρξει το νερό σε υγρή μορφή.
Αυτή η περιοχή γύρω από το άστρο ονομάζεται "Κατοικήσιμη Ζώνη".
Φυσικά, για να εκτιμήσουμε τις συνθήκες που υπάρχουν πάνω σε έναν πλανήτη,
πρέπει να γνωρίζουμε ποια είναι η ατμόσφαιρά του.
Σε αυτό το σημείο, μπορεί να μας βοηθήσει και πάλι η μέθοδος των διαβάσεων.
Όταν ένας πλανήτης περνάει μπροστά από το μητρικό άστρο,
ένα μέρος του φωτός του άστρου
μπορεί να περάσει μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη πριν φτάσει στα μάτια μας.
Έτσι, αναλύοντας αυτό το φως, μπορούμε να καταλάβουμε από τι αποτελείται η ατμόσφαιρα.
Δυστυχώς αυτό απαιτεί τεράστια ακρίβεια
και, μέχρι σήμερα, το εφαρμόζουμε κυρίως για να μελετήσουμε ατμόσφαιρες σε γίγαντες πλανήτες.
Ωστόσο, υπάρχουν κάποια πολύ ευχάριστα νέα.
Ήδη ετοιμάζεται ο διάδοχος του διαστημικού τηλεσκοπίου Kepler
με όνομα "T.E.S.S." (ΣτΜ: Το T.E.S.S. εκτοξεύτηκε στις 18 Απριλίου 2018)
που θα μελετήσει το φως 200.000 άστρων σαν τον ήλιο
και θα αναζητήσει πλανήτες σαν την Γη.
Επίσης, ετοιμάζεται ο διάδοχος του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble
με όνομα "James Webb Telescope"
που σε συνδυασμό με το T.E.S.S., θα μπορεί να φωτογραφίσει εξωπλανήτες
και να προσδιορίσει τις ατμόσφαιρές τους.
Τα δύο τηλεσκόπια θα εκτοξευτούν μέσα στο 2018
κι είναι βέβαιο ότι θα κάνουν συγκλονιστικές ανακαλύψεις,
αφού είναι πολύ ισχυρότερα από τα τηλεσκόπια της προηγούμενης γενιάς.
Αξιοσημείωτη θα είναι επίσης η συνεισφορά ενός γιγάντιου τηλεσκοπίου
με το - όχι και τόσο πρωτότυπο όνομα - "Ευρωπαϊκό Υπερβολικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο".
Το τηλεσκόπιο αυτό θα λειτουργήσει το 2024
και θα μπορεί να πάρει φωτογραφίες 16 φορές πιο ακριβείς από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.
Θα μπορέσει επίσης να ανακαλύψει εξωπλανήτες στο μέγεθος της Γης
και να τους φωτογραφίσει, προσδιορίζοντας έτσι τις ατμόσφαιρές τους.
Κλείνοντας, πρέπει να πω ότι η μελέτη των ατμοσφαιρών των εξωπλανητών
είναι πάρα πολύ σημαντική για την επιστήμη της Αστροβιολογίας.
γιατί μπορεί να προκύψουν στοιχεία
που να αποδεικνύουν, έμμεσα ή άμεσα, την ύπαρξη εξωγήινης ζωής.
Αυτοί ήταν, λοιπόν, οι κύριοι τρόποι με τους οποίους ανακαλύπτουμε εξωπλανήτες.
Εάν σας άρεσε το βίντεο, μπορείτε να κάνετε like και subscribe
και φυσικά εμείς θα τα ξαναπούμε στο επόμενό μας ταξίδι.
Γεια χαρά!