Ενας από τους αστρονόμους που διερευνούν το ζήτημα, είναι ο Βρετανός Ντ. Κίπινγκ, που αξιοποιεί ισχυρά υπολογιστικά συστήματα του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ - Σμισθόνιαν, για να αναλύσει σε ένα δεύτερο, βαθύτερο επίπεδο, τα δεδομένα για τον εξωπλανήτη Κέπλερ-22β, που γυρίζει γύρω από άστρο παρόμοιο με τον Ηλιο, σε απόσταση 600 ετών φωτός από τη Γη. Ο πλανήτης ονομάστηκε έτσι γιατί είναι ένας από αυτούς που ανακαλύφθηκαν με το διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ της NASA. Ο Κίπινγκ ελπίζει ότι η ανάλυση των καταγραφών ίσως αποκαλύψει την ύπαρξη δορυφόρων συνοδών του εξωπλανήτη.
Η χρήση ισχυρών υπολογιστικών συστημάτων είναι απαραίτητη, γιατί ακόμα και ο μεγαλύτερος δορυφόρος ενός πλανήτη θα άφηνε μια εξαιρετικά αχνή «υπογραφή» στα δεδομένα. Ο Κίπινγκ επικεντρώνει την αναζήτηση σε επίλεκτους στόχους, σε εκείνους δηλαδή που το σήμα θα είναι ισχυρότερο, παρότι έτσι μειώνονται οι πιθανότητες να εντοπιστούν εξωφεγγάρια. Σκοπός, λέει, είναι να βρούμε έστω και λίγα αδιαμφισβήτητα στοιχεία, όχι πολλά που θα αμφισβητηθούν δικαιολογημένα από πολλούς.
Οποιαδήποτε ανακοίνωση ανακάλυψης εξωφεγγαριού είναι βέβαιο ότι θα δεχτεί πολλά «πυρά», όχι μόνο επειδή η δουλειά για να βρεθεί είναι δύσκολη και είναι εύκολο να γίνουν λάθη, αλλά και επειδή θα έχει σημαντικές επιπτώσεις στην αστρονομία. Ο Κέπλερ-22β βρίσκεται στη λεγόμενη κατοικήσιμη ζώνη, την περιοχή γύρω από τα άστρα, όπου οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια των πλανητών (και των δορυφόρων τους) επιτρέπουν την ύπαρξη νερού σε υγρή κατάσταση. Ο ίδιος ο πλανήτης είναι τόσο μεγάλος που είναι πολύ πιθανό να πρόκειται για αφιλόξενη σφαίρα καλυμμένη από παχύ στρώμα αερίων, παρά για πετρώδη κόσμο που μοιάζει με τη Γη. Αν παρ' όλ' αυτά, ο Κέπλερ-22β έχει ένα μεγάλο δορυφόρο, τότε το φεγγάρι αυτό θα ήταν ενδεχομένως καλό μέρος για την εμφάνιση ζωής και πιθανός στόχος για μελλοντικές αστρονομικές έρευνες σχετικά με την ύπαρξη εξωγήινης ζωής. Παραπέρα, αν κάποια φεγγάρια μπορούν να είναι κατοικήσιμα, αυξάνονται κατακόρυφα οι πιθανότητες να έχει εμφανιστεί ζωή σε πολλά σημεία μέσα στο Γαλαξία, πολύ περισσότερα απ' ό,τι πρόβλεπαν και οι πιο αισιόδοξες εκτιμήσεις, που έπαιρναν υπόψη μόνο τους πλανήτες.
Πολλοί αστρονόμοι, όπως και συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας, είχαν από παλιά υποθέσει ότι άλλα πλανητικά συστήματα θα ήταν παρόμοια με το ηλιακό, με πολλά παγωμένα φεγγάρια να περιφέρονται γύρω από γιγαντιαίους πλανήτες, κατά το πρότυπο του Δία και του Κρόνου. Ομως, οι πρώτες ανακαλύψεις εξωπλανητών τη δεκαετία του 1990, σηματοδότησαν νέες δυνατότητες. Οι κυνηγοί εξωπλανητών άρχισαν να βρίσκουν αεριώδεις γίγαντες, που μετά το σχηματισμό τους στο εξωτερικό, σκοτεινό τμήμα του πλανητικού συστήματος, μετανάστευσαν σε εσωτερικές τροχιές, πιο θερμές (συχνά υπερβολικά θερμές). Ορισμένοι βρέθηκαν να περιφέρονται στην κατοικήσιμη ζώνη.
Το πρόβλημα σε σχέση με τα κατοικήσιμα φεγγάρια μεγέθους ανάλογου με τη Γη είναι ότι οι μεγάλοι δορυφόροι δεν είναι συνηθισμένοι. Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι τα περισσότερα φεγγάρια σχηματίζονται με την ίδια διαδικασία που σχηματίζονται και οι πλανήτες, με σταδιακή συμπύκνωση τμημάτων του δίσκου σκόνης και αερίων που περιφέρεται γύρω από νεαρά άστρα. Αυτή η διαδικασία, σύμφωνα με όλες τις προσομοιώσεις σε υπολογιστή, δεν μπορεί να δώσει φεγγάρια μεγαλύτερα από το Γανυμήδη του Δία.
Ομως υπάρχουν και άλλες διαδικασίες για το σχηματισμό φυσικών δορυφόρων πλανητών, όπως στην περίπτωση της δικής μας Σελήνης, που σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία προήλθε από τα υλικά που εκτοξεύτηκαν όταν ένα ουράνιο σώμα με μέγεθος σαν τον Αρη χτύπησε τη Γη λίγο μετά το σχηματισμό της. Ο Πλούτωνας και ο δορυφόρος του Χάροντας θεωρείται άλλο δείγμα αυτής της διαδικασίας, αλλά σε μικρότερη κλίμακα. Μια τρίτη διαδικασία που μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλα φεγγάρια είναι η σύλληψη του ενός από το ζεύγος ουράνιων σωμάτων συγκρίσιμης μάζας που δημιουργείται από συγκρούσεις όπως οι παραπάνω, όταν το ζεύγος αυτό περάσει κοντά από κάποιον μεγάλο πλανήτη. Τότε το δεύτερο μέλος του ζεύγους εκτινάσσεται στο διαστρικό χώρο και ο μικρός πλανήτης που έχει πέσει στη βαρυτική αρπάγη μετατρέπεται σε φεγγάρι του αεριώδη γίγαντα. Ο Τρίτωνας, ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Ποσειδώνα, κινείται με αντίθετη φορά απ' ό,τι ο πλανήτης του και πολλοί αστρονόμοι θεωρούν πως πρόκειται για ό,τι έμεινε από ένα παλιό ζευγάρι μικρών πλανητών που δημιουργήθηκε μετά από σύγκρουση πρωτοπλανητών, στα πρώιμα στάδια σχηματισμού του ηλιακού συστήματος.
Τα μεγάλα φεγγάρια θα μπορούσαν να συντηρήσουν υγρό νερό ακόμα κι αν περιφέρονταν γύρω από πλανήτη που βρίσκεται εκτός της κατοικήσιμης ζώνης, προς την ψυχρότερη περιοχή. Η ζεστασιά που θα χρειαζόταν για τη διατήρηση του νερού σε υγρή μορφή, θα μπορούσε να προέρχεται από τη θερμική ακτινοβολία του πλανήτη, αλλά και από τα παλιρροϊκά φαινόμενα που θα προξενούσε ο πλανήτης στο δορυφόρο του. Το φαινόμενο μοιάζει με τη θέρμανση ενός συνδετήρα που τον λυγίζουμε γρήγορα πότε προς τη μια και πότε προς την άλλη πλευρά. Μάλιστα, σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη, αν το φεγγάρι έχει τροχιά πολύ κοντά σε ένα μεγάλο πλανήτη, η παλιρροϊκή θέρμανσή του θα μπορούσε μέχρι και να τον λιώσει.
Οι παλιρροϊκές δυνάμεις θα είχαν και ένα άλλο αποτέλεσμα σε αυτήν την περίπτωση. Το φεγγάρι θα είχε στραμμένη πάντοτε την ίδια πλευρά προς τον πλανήτη, όπως συμβαίνει και με τη Σελήνη. Σύμφωνα με τον Ρενέ Χέλερ, του πανεπιστημίου Μακμάστερ, ο ουρανός τέτοιων φεγγαριών θα ήταν εξαιρετικά παράδοξος. Αν κάποιος στεκόταν στο ημισφαίριο που είναι μόνιμα στραμμένο προς τον τεράστιο πλανήτη, θα διαπίστωνε ότι ο πλανήτης δεν κινείται στον ουρανό. Το μεσημέρι (που αντιστοιχεί στο σημείο της τροχιάς του φεγγαριού, όπου το άστρο του πλανητικού συστήματος θα ήταν ψηλότερα στον ουρανό), ο ήλιος θα φαινόταν να περνάει πίσω από τον πλανήτη και τότε δεν θα υπήρχε καθόλου ανακλώμενο φως (από τον πλανήτη) προς το φεγγάρι. Ως αποτέλεσμα, τα άστρα θα φαίνονταν καθαρά γύρω από ένα μεγάλο μαύρο δίσκο στον ουρανό του φεγγαριού. Αντίθετα, τα μεσάνυχτα, όταν η τροχιά του φεγγαριού θα ήταν τέτοια που το άστρο να βρίσκεται «κάτω από τα πόδια» του παρατηρητή, η φωτισμένη όψη του πλανήτη αρχίζοντας από με μορφή μηνίσκου θα κατέληγε σε πλήρη δίσκο και έτσι θα έστελνε πολύ ανακλώμενο φως στο φεγγάρι. Με άλλα λόγια, τα μεσάνυχτα στο φεγγάρι αυτό θα ήταν πολύ πιο φωτεινά από το μεσημέρι!
Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»
Το πρόβλημα σε σχέση με τα κατοικήσιμα φεγγάρια μεγέθους ανάλογου με τη Γη είναι ότι οι μεγάλοι δορυφόροι δεν είναι συνηθισμένοι. Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι τα περισσότερα φεγγάρια σχηματίζονται με την ίδια διαδικασία που σχηματίζονται και οι πλανήτες, με σταδιακή συμπύκνωση τμημάτων του δίσκου σκόνης και αερίων που περιφέρεται γύρω από νεαρά άστρα. Αυτή η διαδικασία, σύμφωνα με όλες τις προσομοιώσεις σε υπολογιστή, δεν μπορεί να δώσει φεγγάρια μεγαλύτερα από το Γανυμήδη του Δία.
Ομως υπάρχουν και άλλες διαδικασίες για το σχηματισμό φυσικών δορυφόρων πλανητών, όπως στην περίπτωση της δικής μας Σελήνης, που σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία προήλθε από τα υλικά που εκτοξεύτηκαν όταν ένα ουράνιο σώμα με μέγεθος σαν τον Αρη χτύπησε τη Γη λίγο μετά το σχηματισμό της. Ο Πλούτωνας και ο δορυφόρος του Χάροντας θεωρείται άλλο δείγμα αυτής της διαδικασίας, αλλά σε μικρότερη κλίμακα. Μια τρίτη διαδικασία που μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλα φεγγάρια είναι η σύλληψη του ενός από το ζεύγος ουράνιων σωμάτων συγκρίσιμης μάζας που δημιουργείται από συγκρούσεις όπως οι παραπάνω, όταν το ζεύγος αυτό περάσει κοντά από κάποιον μεγάλο πλανήτη. Τότε το δεύτερο μέλος του ζεύγους εκτινάσσεται στο διαστρικό χώρο και ο μικρός πλανήτης που έχει πέσει στη βαρυτική αρπάγη μετατρέπεται σε φεγγάρι του αεριώδη γίγαντα. Ο Τρίτωνας, ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Ποσειδώνα, κινείται με αντίθετη φορά απ' ό,τι ο πλανήτης του και πολλοί αστρονόμοι θεωρούν πως πρόκειται για ό,τι έμεινε από ένα παλιό ζευγάρι μικρών πλανητών που δημιουργήθηκε μετά από σύγκρουση πρωτοπλανητών, στα πρώιμα στάδια σχηματισμού του ηλιακού συστήματος.
Τα μεγάλα φεγγάρια θα μπορούσαν να συντηρήσουν υγρό νερό ακόμα κι αν περιφέρονταν γύρω από πλανήτη που βρίσκεται εκτός της κατοικήσιμης ζώνης, προς την ψυχρότερη περιοχή. Η ζεστασιά που θα χρειαζόταν για τη διατήρηση του νερού σε υγρή μορφή, θα μπορούσε να προέρχεται από τη θερμική ακτινοβολία του πλανήτη, αλλά και από τα παλιρροϊκά φαινόμενα που θα προξενούσε ο πλανήτης στο δορυφόρο του. Το φαινόμενο μοιάζει με τη θέρμανση ενός συνδετήρα που τον λυγίζουμε γρήγορα πότε προς τη μια και πότε προς την άλλη πλευρά. Μάλιστα, σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη, αν το φεγγάρι έχει τροχιά πολύ κοντά σε ένα μεγάλο πλανήτη, η παλιρροϊκή θέρμανσή του θα μπορούσε μέχρι και να τον λιώσει.
Οι παλιρροϊκές δυνάμεις θα είχαν και ένα άλλο αποτέλεσμα σε αυτήν την περίπτωση. Το φεγγάρι θα είχε στραμμένη πάντοτε την ίδια πλευρά προς τον πλανήτη, όπως συμβαίνει και με τη Σελήνη. Σύμφωνα με τον Ρενέ Χέλερ, του πανεπιστημίου Μακμάστερ, ο ουρανός τέτοιων φεγγαριών θα ήταν εξαιρετικά παράδοξος. Αν κάποιος στεκόταν στο ημισφαίριο που είναι μόνιμα στραμμένο προς τον τεράστιο πλανήτη, θα διαπίστωνε ότι ο πλανήτης δεν κινείται στον ουρανό. Το μεσημέρι (που αντιστοιχεί στο σημείο της τροχιάς του φεγγαριού, όπου το άστρο του πλανητικού συστήματος θα ήταν ψηλότερα στον ουρανό), ο ήλιος θα φαινόταν να περνάει πίσω από τον πλανήτη και τότε δεν θα υπήρχε καθόλου ανακλώμενο φως (από τον πλανήτη) προς το φεγγάρι. Ως αποτέλεσμα, τα άστρα θα φαίνονταν καθαρά γύρω από ένα μεγάλο μαύρο δίσκο στον ουρανό του φεγγαριού. Αντίθετα, τα μεσάνυχτα, όταν η τροχιά του φεγγαριού θα ήταν τέτοια που το άστρο να βρίσκεται «κάτω από τα πόδια» του παρατηρητή, η φωτισμένη όψη του πλανήτη αρχίζοντας από με μορφή μηνίσκου θα κατέληγε σε πλήρη δίσκο και έτσι θα έστελνε πολύ ανακλώμενο φως στο φεγγάρι. Με άλλα λόγια, τα μεσάνυχτα στο φεγγάρι αυτό θα ήταν πολύ πιο φωτεινά από το μεσημέρι!
Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου