Επτά «αδελφές» για τη Γη

Με μια διθυραμβική ανακοίνωση, στις 8.00 μ.μ. της Τετάρτης 22 Φεβρουαρίου 2017, η NASA μάς ενημέρωσε περιχαρής ότι «δεν είμαστε μοναδικοί»: επτά πλανήτες παρόμοιας σύστασης με του δικού μας εντοπίστηκαν σε ηλιακό σύστημα μόλις… 39 έτη φωτός μακριά (12 parsec), στον αστερισμό του Υδροχόου.

Η χαρά των αστρονόμων δεν οφείλεται στο ότι έχουν κάποια σιγουριά για το ότι αυτοί οι πλανήτες κατοικούνται ή είναι κατοικήσιμοι. Οι μετρήσεις τους ισοδυναμούν, μέχρι στιγμής, μόνο με αποχρώσες ενδείξεις πιθανής καταλληλότητας ζωής.

Εκείνο που τους κάνει να θεωρούν το εύρημα τόσο σημαντικό είναι ότι για πρώτη φορά επιβεβαιώνεται η υποψία ότι τέτοια συστήματα κατοικήσιμων πλανητών (εξωπλανητών), όχι μόνο δεν είναι σπάνια στα ηλιακά συστήματα του γαλαξία μας αλλά συχνότατα. Ας δούμε το πώς κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα.

Τα άστρα που τρεμοσβήνουν στον γαλαξία μας είναι τα περισσότερα πολύ μικρότερα και πολύ λιγότερο φωτεινά από τον δικό μας Ηλιο. Συνήθως είναι «ψυχροί νάνοι», με μάζα γύρω στο 1/10 του Ηλιου και θερμοκρασία πυρήνα που μόλις επαρκεί για να μετατρέψει το υδρογόνο σε ήλιο. Οπότε και η φωτεινότητά τους είναι μικρότερη του ενός χιλιοστού του Ηλιου μας. Για να διακρίνουν τους πλανήτες που τυχόν περιστρέφονται γύρω τους, οι αστρονόμοι καταφεύγουν στη «φωτομέτρηση της διέλευσης», δηλαδή παραμονεύουν το πότε αλλάζει η φωτεινότητα από το πέρασμα κάποιου πλανήτη μπροστά από το άστρο, ώστε να συμπεράνουν το μέγεθος, τη σύσταση και την πιθανή ατμόσφαιρα του εν λόγω πλανήτη. Με τη μέθοδο αυτή έχουν εντοπίσει την τελευταία δεκαετία χιλιάδες πλανήτες του γαλαξία, που πριν ήταν «άφαντοι» από τα τηλεσκόπιά μας.

Πέρυσι, μια ομάδα αστρονόμων από το βελγικό Πανεπιστήμιο της Λιέγης, το ελβετικό της Βέρνης και το βρετανικό της Γλασκώβης, ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν σε έναν τέτοιο νανο-ήλιο τουλάχιστον τρεις πλανήτες. Την ανακάλυψη αυτή έκαναν μέσω του τηλεσκοπίου TRAPPIST-South (Transiting Planetsand Planetesimals Small Telescope), στην έρημο Ατακάμα της Χιλής, οπότε ονόμασαν τον συγκεκριμένο νανο-ήλιο Trappist-1 και τους πλανήτες του Trappist-1b, Trappist-1c και Trappist-1d. Για να σιγουρευτούν όμως για το πόσοι τελικά πλανήτες υπάρχουν εκεί, σε ποια απόσταση από το άστρο και κατά πόσον μοιάζουν σε μέγεθος και σύσταση με τη Γη, συνέχισαν την ανιχνευτική εργασία τους με άλλα γήινα τηλεσκόπια, συν το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA, Spitzer Space Telescope.

Οπως προέκυψε –και δημοσίευσαν στο τρέχον τεύχος του περιοδικού «Nature» –οι πλανήτες του Trappist-1 είναι τελικά επτά (οπότε και η ονοματοδοσία συνεχίστηκε με Trappist-1e, -1f, -1g, -1h).

Το εντυπωσιακό είναι ότι αυτό το σύστημα πλανητών μοιάζει εξαιρετικά με το σύστημα του δικού μας πλανήτη Δία και των δορυφόρων του: Οι έξι εσωτερικοί πλανήτες έχουν τροχιακές περιόδους μεταξύ 1,5 και 13 ημερών και είναι όλες «σχεδόν συντονισμένες» –στο ίδιο χρονικό διάστημα που ο εσώτατος πλανήτης ολοκληρώνει οκτώ τροχιές, ο δεύτερος, ο τρίτος και ο τέταρτος πλανήτης περιστρέφονται πέντε, τρεις και δύο φορές γύρω από τον Trappist-1, αντίστοιχα.

Μια τέτοια διάταξη προκαλεί περιοδική βαρυτική αλληλεπίδραση μεταξύ των πλανητών, όπως ακριβώς συμβαίνει στην περίπτωση των δορυφόρων του Δία: η Ιώ, η Ευρώπη, ο Γανυμήδης και η Καλλιστώ περιστρέφονται γύρω από τον Δία σε περιόδους μεταξύ 1,7 και 17 ημερών, επίσης «σχεδόν συντονισμένα».

Το ένα στοιχείο που συγκλονίζει είναι ότι οι επτά αυτοί πλανήτες δείχνουν να έχουν σύσταση, μέγεθος και θερμοκρασία παρόμοια με της Γης. Και οι επτά πλανήτες –γράφουν οι συντάκτες της μελέτης –ενδέχεται να έχουν νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνειά τους. Τα κλιματικά μοντέλα που έτρεξαν στους υπολογιστές τους οι αστρονόμοι αποφαίνονται ότι οι πλησιέστεροι στο άστρο πλανήτες, Trappist-1b, c και d, είναι πιθανώς πολύ θερμοί για να κρατήσουν νερό σε υγρή μορφή, εκτός ίσως σε μικρό τμήμα των επιφανειών τους. Επίσης, η τροχιακή απόσταση του πιο απομακρυσμένου πλανήτη του συστήματος, του Trappist-1h, είναι πιθανό να είναι πολύ μεγάλη για να διατηρεί μη παγωμένο νερό. Ομως, οι πλανήτες Trappist-1e, f και g περιστρέφονται ακριβώς μέσα στην «κατοικήσιμη ζώνη» του άστρου, άρα είναι «εξωπλανήτες» με πιθανόν ωκεανούς υδάτων!

Το άλλο στοιχείο που ενθουσιάζει τους μελετητές του πλανητικού συστήματος Trappist είναι ότι οι γεωμετρικές αναγωγές που κάνουν από τα μεγέθη του συστήματός τους πείθουν ότι, γενικά, για κάθε πλανήτη που ανακαλύπτουμε μέσω «φωτομέτρησης της διέλευσής του» θα πρέπει να υπάρχουν από 20 έως 100 φορές περισσότεροι παρόμοιοι, που απλά… δεν περνούν ποτέ ανάμεσα από το άστρο τους και τα τηλεσκόπιά μας. Φυσικά, υπάρχει πάντα το ενδεχόμενο οι συγκεκριμένοι αστρονόμοι να υπήρξαν απλώς υπερτυχεροί, αλλά το να βρεις επτά πλανήτες παρόμοιου μεγέθους με της Γης σε τόσο μικρό δείγμα μάς ωθεί στη βεβαιότητα ότι δεν πρόκειται για κάτι το ασυνήθιστο.

Η επόμενη φάση διερεύνησης της συγκεκριμένης ομάδας ερευνητών, που θα γίνει πλέον με το νεότευκτο τηλεσκόπιο NASA/ESAHubbleSpaceTelescope (βλ. https://www.spacetelescope.org), αναμένουμε ότι θα μας δώσει και τη σύσταση των ατμοσφαιρών αυτών των πλανητών. Αν μας καταδείξει ότι εμπεριέχουν όζον –άρα είναι βιώσιμοι –θα έχουμε ανακαλύψει πραγματικά έναν Νέο Κόσμο για την ανθρωπότητα.