Ένας νεογέννητος πλανήτης συρρικνώνεται από το μέγεθος του Δία με πυκνή ατμόσφαιρα σε έναν μικρό, άγονο κόσμο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA.
Αυτός ο μετασχηματισμός συμβαίνει καθώς το άστρο που τον φιλοξενεί εξαπολύει ένα μπαράζ ακτίνων Χ που διασπείρει την ατμόσφαιρα του νεαρού πλανήτη με τεράστιο ρυθμό.
Ο πλανήτης, που ονομάζεται TOI 1227 b, βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα κόκκινο νάνο αστέρι περίπου 330 έτη φωτός από τη Γη. Ο TOI 1227 b περιστρέφεται πολύ κοντά στο άστρο του – λιγότερο από το ένα πέμπτο της απόστασης που περιστρέφεται ο Ερμής γύρω από τον Ήλιο. Η νέα μελέτη δείχνει ότι αυτός ο πλανήτης έξω από το ηλιακό μας σύστημα, ή εξωπλανήτης, είναι ένα «βρέφος» μόλις 8 εκατομμυρίων ετών. Συγκριτικά, η Γη είναι περίπου 5 δισεκατομμυρίων ετών ή σχεδόν χίλιες φορές μεγαλύτερη. Αυτό τον καθιστά τον δεύτερο νεότερο πλανήτη που έχει παρατηρηθεί ποτέ να περνάει μπροστά από το άστρο που τον φιλοξενεί (που ονομάζεται επίσης διέλευση). Προηγουμένως, ο πλανήτης είχε εκτιμηθεί από άλλους ότι είναι περίπου 11 εκατομμυρίων ετών.
Μια ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι οι ακτίνες Χ από το άστρο του εκτοξεύουν τον TOI 1227 b και διασπούν την ατμόσφαιρά του με τέτοιο ρυθμό που ο πλανήτης θα την χάσει εντελώς σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Σε αυτό το σημείο, ο πλανήτης θα έχει χάσει συνολική μάζα ίση με περίπου δύο γήινες μάζες, από περίπου 17 φορές τη μάζα της Γης τώρα.
«Είναι σχεδόν ακατανόητο να φανταστεί κανείς τι συμβαίνει σε αυτόν τον πλανήτη», δήλωσε ο Attila Varga, διδακτορικός φοιτητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ρότσεστερ (RIT) στη Νέα Υόρκη, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. «Η ατμόσφαιρα του πλανήτη απλά δεν μπορεί να αντέξει την υψηλή δόση ακτίνων Χ που λαμβάνει από το άστρο του».
Είναι πιθανώς αδύνατο να υπάρχει ζωή στον TOI 1227 b, ούτε τώρα ούτε στο μέλλον. Ο πλανήτης βρίσκεται πολύ κοντά στο άστρο του για να ενταχθεί σε οποιονδήποτε ορισμό της «κατοικήσιμης ζώνης», ενός όρου που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για να προσδιορίσουν εάν οι πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια θα μπορούσαν να διατηρήσουν υγρό νερό στην επιφάνειά τους.
Το αστέρι που φιλοξενεί τον TOI 1227 b, το οποίο ονομάζεται TOI 1227, έχει μόνο περίπου το ένα δέκατο της μάζας του Ήλιου και είναι πολύ πιο δροσερό και αμυδρότερο στο οπτικό φως. Στις ακτίνες Χ, ωστόσο, ο TOI 1227 είναι φωτεινότερος από τον Ήλιο και υποβάλλει αυτόν τον πλανήτη, στην πολύ κοντινή του τροχιά, σε μια τρομακτική επίθεση. Η μάζα του TOI 1227 b, αν και δεν είναι καλά κατανοητή, είναι πιθανώς παρόμοια με αυτή του Ποσειδώνα, αλλά η διάμετρός του είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από του Ποσειδώνα (καθιστώντας τον παρόμοιο σε μέγεθος με τον Δία).
«Ένα κρίσιμο μέρος της κατανόησης των πλανητών εκτός του ηλιακού μας συστήματος είναι να λάβουμε υπόψη την ακτινοβολία υψηλής ενέργειας, όπως οι ακτίνες Χ, που λαμβάνουν», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Joel Kastner, επίσης του RIT. «Πιστεύουμε ότι αυτός ο πλανήτης είναι φουσκωμένος, σε μεγάλο βαθμό ως αποτέλεσμα της συνεχιζόμενης επίθεσης ακτίνων Χ από το αστέρι».
Η ομάδα χρησιμοποίησε νέα δεδομένα Chandra για να μετρήσει την ποσότητα των ακτίνων Χ από το αστέρι που χτυπούν τον πλανήτη. Χρησιμοποιώντας υπολογιστικά μοντέλα των επιπτώσεων αυτών των ακτίνων Χ, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι ακτίνες Χ θα έχουν ένα μετασχηματιστικό αποτέλεσμα, αφαιρώντας γρήγορα την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Εκτιμούν ότι ο πλανήτης χάνει μάζα ισοδύναμη με την ατμόσφαιρα μιας ολόκληρης Γης περίπου κάθε 200 χρόνια.
«Το μέλλον για αυτόν τον νεογέννητο πλανήτη δεν φαίνεται λαμπρό», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Alexander Binks του Πανεπιστημίου Eberhard Karls του Tübingen στη Γερμανία. «Από εδώ, ο TOI 1227 b μπορεί να συρρικνωθεί σε περίπου το ένα δέκατο του τρέχοντος μεγέθους του και θα χάσει περισσότερο από το 10% του βάρους του».
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διαφορετικά σύνολα δεδομένων για να εκτιμήσουν την ηλικία του TOI 1227 b. Μία μέθοδος εκμεταλλεύεται μετρήσεις για το πώς το άστρο που φιλοξενεί τον TOI 1227 b κινείται στο διάστημα σε σύγκριση με κοντινούς πληθυσμούς αστεριών με γνωστές ηλικίες. Μια δεύτερη μέθοδος συνέκρινε τη φωτεινότητα και τη θερμοκρασία της επιφάνειας του αστεριού με θεωρητικά μοντέλα εξελισσόμενων αστεριών.
Από όλους τους εξωπλανήτες που έχουν βρει οι αστρονόμοι με ηλικία μικρότερη των 50 εκατομμυρίων ετών, ο TOI 1227 b ξεχωρίζει για το μεγαλύτερο σε διάρκεια έτος και τον πλανήτη που τον φιλοξενεί με τη χαμηλότερη μάζα.
Μια εργασία που περιγράφει αυτά τα αποτελέσματα έχει δημοσιευτεί στο The Astrophysical Journal και μια προδημοσίευση είναι διαθέσιμη εδώ.
Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Marshall της NASA στο Χάντσβιλ της Αλαμπάμα διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra. Το Κέντρο Ακτίνων Χ Chandra του Αστροφυσικού Παρατηρητηρίου Smithsonian ελέγχει τις επιστημονικές δραστηριότητες από το Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης και τις πτητικές λειτουργίες από το Μπέρλινγκτον της Μασαχουσέτης.
