Ένας πλανήτης εξαιρετικά σύντομης περιόδου (USP) οδεύει προς την καταστροφή του, μέσα σε 31 εκατομμύρια χρόνια. Η ακραία θερμότητά του και η πυκνή του σύνθεση, αποκαλύπτουν το βίαιο παρελθόν του.
Οι συνθήκες στη Γη, ευνοϊκές για την ανάπτυξη της ζωής, μπορούν να διαστρεβλώσουν την αντίληψή μας για το Σύμπαν. Ο πλανήτης μας, με τους γαλάζιους ουρανούς και το ήπιο κλίμα, αποτελεί εξαίρεση ανάμεσα στους κόσμους. Πουθενά αλλού στο Ηλιακό Σύστημα δεν υπάρχουν συνθήκες παρόμοιες με αυτές της Γης, και η έρευνα για πλανήτες πέρα από το σύστημά μας δείχνει προς την ίδια κατεύθυνση. Μερικοί εξωπλανήτες παρουσιάζουν ενδείξεις κατοικησιμότητας, όμως η συντριπτική πλειοψηφία είναι αφιλόξενη και σκληρή.
Οι Πλανήτες Υπερ-Σύντομης Περιόδου (Ultra-Short Period – USP) αντιπροσωπεύουν μία από τις πιο ακραίες και αφιλόξενες κατηγορίες. Αυτοί οι πλανήτες ολοκληρώνουν μια τροχιά σε λιγότερο από μία ημέρα της Γης, τοποθετώντας τους σε εξαιρετικά μικρή απόσταση από τα άστρα τους. Σε τέτοιες αποστάσεις, οι επιφάνειές τους θερμαίνονται τόσο έντονα ώστε σχεδόν λιώνουν, και οποιαδήποτε ατμόσφαιρα μπορεί να είχαν κάποτε πιθανότατα έχει απογυμνωθεί από την ισχυρή ακτινοβολία του αστέρα. Η εγγύτητά τους επίσης τους θέτει σε διαρκή κίνδυνο καταστροφής, καθώς οι ισχυρές βαρυτικές δυνάμεις μπορούν σταδιακά να τους διαλύσουν ή να τα οδηγήσουν σε σπειροειδή πορεία προς το μητρικό τους άστρο, όπου τελικά καταλήγουν να απορροφηθούν.
Η ανακάλυψη του TOI-2431 b
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το TESS και άλλα παρατηρητήρια, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει έναν πλανήτη υπερ-σύντομης περιόδου (USP) με εξαιρετικά σύντομη περίοδο τροχιάς, μόλις 5 ώρες και 22 λεπτά. Τα αποτελέσματά τους παρουσιάζονται σε μελέτη που υποβλήθηκε στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics με τίτλο «Ένας πλανήτης μεγέθους Γης σε τροχιά 5,4 ωρών γύρω από έναν κοντινό Κ-νάνο». Βασικός συγγραφέας της μελέτης, είναι ο Kaya Han Tas από το Ινστιτούτο Αστρονομίας Anton Pannekoek του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ στην Ολλανδία.a. O πλανήτης αυτός, ο οποίος έχει χαρακτηριστεί από τους επιστήμονες ως TOI-2431 b, ξεχωρίζει για τ’ ακραία του χαρακτηριστικά.
Αυτός ο πλανήτης, με την ονομασία TOI-2431 b, ξεχωρίζει λόγω των ακραίων χαρακτηριστικών του. Περιστρέφεται γύρω από το άστρο του περισσότερες από τέσσερις φορές μέσα σε μία μέρα της Γης, και γι’ αυτό είναι ένας από τους εξωπλανήτες με την πιο σύντομη τροχιά που γνωρίζουμε. Από τους περισσότερους από 6.000 επιβεβαιωμένους εξωπλανήτες, μόνο λίγο περισσότεροι από 100 ανήκουν στην κατηγορία USP.
Ο TOI-2431 b είναι σχεδόν σίγουρα κολλημένος με το άστρο του, έτσι ώστε η μία πλευρά του να βλέπει πάντα το άστρο και η άλλη να είναι πάντα σκοτεινή.
Η επιφάνειά του έχει θερμοκρασία πάνω από 2.000 Κέλβιν (1.700 °C / 3.140 °F), καθιστώντας τον πιθανότατα έναν πλανήτη με λιωμένη λάβα. Σε αντίθεση με τη Γη, η οποία πέρασε μια σύντομη φάση ωκεανού μάγματος πριν ψυχθεί και σχηματίσει μια σταθερή επιφάνεια που υποστήριξε τη ζωή, αυτός ο πλανήτης παραμένει μόνιμα καυτός.
Ο πλανήτης που έχει μάζα 6 φορές μεγαλύτερη από τη Γη
Ο TOI-2431 b έχει μάζα 6,2 φορές μεγαλύτερη από τη Γη, αλλά η ακτίνα του είναι μόλις 1,5 φορές μεγαλύτερη, κάτι που δείχνει ότι έχει περάσει από έντονες και ακραίες συνθήκες στο παρελθόν. Τα δεδομένα δείχνουν ότι κάποτε ήταν ένας μεγαλύτερος πλανήτης, ο οποίος έκτοτε έχει απογυμνωθεί μέχρι τον βραχώδη πυρήνα του λόγω παρατεταμένης έκθεσης στην ισχυρή ακτινοβολία του άστρου του.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο TOI-2431 b, οδεύει προς ένα τραγικό τέλος. «Η σύντομη περίοδος τροχιάς του TOI-2431 b, υποδηλώνει πως, υπόκειται σε ισχυρές παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις με τον μητρικό του αστέρα, ενδεχομένως οδηγώντας σε παραμόρφωση και σταδιακή μείωση της τροχιάς του», αναφέρουν χαρακτηριστικά.
Η τεράστια βαρυτική έλξη του άστρου, παραμορφώνει τον πλανήτη, κάνοντας τον μικρότερο άξονά του κατά περίπου 10% μικρότερο σε σχέση με τον μεγαλύτερο άξονά του.
Εκτός από το ότι αποτελεί σπάνιο παράδειγμα ακραίων πλανητικών συνθηκών, ο TOI-2431 b προσφέρει μια πολύτιμη ευκαιρία για τη μελέτη της φυσικής τέτοιων περιβαλλόντων. Η φωτεινότητα του άστρου του δίνει στον πλανήτη υψηλό δείκτη Εκπομπής Φασματοσκοπίας (Emission Spectroscopy Metric – ESM) 27, κάτι που οι συγγραφείς σημειώνουν ότι τον καθιστά «ένα από τα καλύτερα συστήματα USP για ανάλυση φασματικών καμπυλών της ατμόσφαιρας».
Η φασματοσκοπία εκπομπής μετρά το φως σε πολλαπλά μήκη κύματος για να προσδιορίσει ποια χημικά στοιχεία και μόρια είναι παρόντα – σε αυτή την περίπτωση, στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. Ο δείκτης ESM ταξινομεί τους εξωπλανήτες ανάλογα με το πόσο κατάλληλοι είναι για μελλοντικές μελέτες της ατμόσφαιράς τους με τηλεσκόπια όπως το James Webb, που λειτουργεί για περιορισμένο χρόνο, οπότε είναι πολύ σημαντικό να επιλέγονται σωστά οι πλανήτες για παρατήρηση.
Ωστόσο, το πιο εντυπωσιακό στοιχείο για τον πλανήτη αυτόν, είναι το επερχόμενο τέλος του.
Επικίνδυνα κοντά στην καταστροφή
Το όριο Roche ή ακτίνα Roche είναι η απόσταση από ένα πιο μεγάλο σώμα που ένα μικρότερο σώμα δεν πρέπει να υπερβεί αν θέλει να επιβιώσει. Μέσα σε αυτό το όριο, η ισχυρή βαρύτητα ενός άστρου μπορεί να διαλύσει τον πλανήτη. Οι πλανήτες μπορούν να κάνουν το ίδιο με τους δορυφόρους τους, και οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι δακτύλιοι του Κρόνου μπορεί να είναι τα υπολείμματα άλλων δορυφόρων που διαλύθηκαν μετά την υπέρβαση του ορίου αυτού.
Οι παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις με το άστρο του πλανήτη δεν παραμορφώνουν μόνο τον πλανήτη. Απορροφούν επίσης ενέργεια από την τροχιά του, «οδηγώντας σε μια σταδιακή εσωτερική σπειροειδή κίνηση του πλανήτη προς το άστρο του», γράφουν οι συγγραφείς.
Ο TOI-2431 b πλησιάζει αυτό το όριο. «Υπολογίζουμε ότι η τρέχουσα τροχιακή περίοδος είναι μόνο 30% μεγαλύτερη από την τροχιακή περίοδο στο όριο Roche, και ότι ο αναμενόμενος χρόνος μείωσης της τροχιάς του είναι μόνο περίπου 31 εκατομμύρια χρόνια», εξηγούν οι συγγραφείς. Δηλαδή, επικίνδυνα κοντά στην καταστροφή, με όρους αστρονομίας, όπου 31 εκατομμύρια χρόνια, είναι ένα μόλις μικροσκοπικό κλάσμα των 4,5 δισεκατομμυρίων ετών της ζωής της Γης
H σημασία των απομακρυσμένων πλανητών
Ένας απομακρυσμένος πλανήτης σαν τον TOI-2431 b έχει ελάχιστη σημασία στην προσωπική μας ζωή. Αλλά αυτός και άλλοι σαν κι αυτόν μας δίνουν πλαίσιο για την ύπαρξη της ανθρωπότητας. Κάθε εξωπλανήτης, όσα ακραία και αφιλόξενα χαρακτηριστικά κι αν έχει, αποτελεί ένα κομμάτι του κοσμικού παζλ στο οποίο βρισκόμαστε. Μας δείχνουν πόσο τυχεροί είμαστε, πόσο απίθανη είναι η ύπαρξη του πολιτισμού μας και πόσο θαυμαστή είναι η Γη και κάθε μορφή της ζωής.
Υιοθετώντας την προοπτική αυτή, μπορούμε να συνειδητοποιήσουμε για ποιον λόγο έχει τόση σημασία η κατασκευή τηλεσκοπίων και η μελέτη του σύμπαντος. Ακόμη και ένας κόσμος καυτός σαν τη λάβα, χωρίς ατμόσφαιρα, επιμηκυμένος και σπειροειδώς κινούμενος προς την καταστροφή του, έχει σημαντικά μαθήματα να μας δώσει πέρα από τα στατιστικά και τα χαρακτηριστικά του.
Αν κρατήσουμε αυτή την προοπτική για λίγο, μπορούμε να καταλάβουμε γιατί είναι σημαντικό να κατασκευάζουμε τηλεσκόπια και να μελετάμε το σύμπαν. Ακόμα και ένας καυτός πλανήτης λάβας χωρίς ατμόσφαιρα, επιμηκυμένος και σπειροειδώς κινούμενος προς την καταστροφή του, έχει σημαντικά μαθήματα να μας δώσει πέρα από τα στατιστικά και τα χαρακτηριστικά του. Ίσως αυτοί οι τρομεροί πλανήτες μας διδάξουν λίγη ταπεινότητα και σταματήσουμε να θεωρούμε δεδομένη τη βιόσφαιρα της Γης.