Astronomët zbulojnë se dy ekzoplanetë mund të jenë kryesisht ujë

Një ekip i udhëhequr nga astronomët e UdeM ka gjetur prova se dy ekzoplanetë që rrotullohen rreth një ylli xhuxh të kuq janë “botë ujore”, planetë ku uji përbën një pjesë të madhe të vëllimit. Këto botë, të vendosura në një sistem planetar 218 vite dritë larg në yjësinë Lyra, janë ndryshe nga planetët që gjenden në sistemin tonë diellor.

Ekipi, i udhëhequr nga Ph.D. Studentja Caroline Piaulet e Institutit Trottier për Kërkime mbi Eksoplanetët (iREx) në Université de Montréal, publikoi një studim të detajuar të një sistemi planetar të njohur si Kepler-138 në revistën Nature Astronomy sot, 15 dhjetor.

Piaulet, i cili është pjesë e ekipit hulumtues të Björn Benneke, vëzhgoi ekzoplanetët Kepler-138c dhe Kepler-138d me Hubble të NASA-s dhe teleskopët hapësinorë Spitzer në pension dhe zbuloi se planetët – të cilët janë rreth një herë e gjysmë më i madh se Toka – mund të të përbëhet kryesisht nga uji. Këta planetë dhe një shoqërues planetar më afër yllit, Kepler-138b, ishin zbuluar më parë nga Teleskopi Hapësinor Kepler i NASA-s.

Uji nuk u zbulua drejtpërdrejt, por duke krahasuar madhësitë dhe masat e planetëve me modelet, ata arrijnë në përfundimin se një pjesë e konsiderueshme e vëllimit të tyre – deri në gjysmën e tij – duhet të jetë prej materialesh më të lehta se shkëmbi, por më të rëndë se hidrogjeni. ose helium (që përbëjnë pjesën më të madhe të planetëve gjigantë me gaz si Jupiteri). Më e zakonshme nga këto materiale kandidate është uji.

“Më parë menduam se planetët që ishin pak më të mëdhenj se Toka ishin topa të mëdhenj metali dhe shkëmbi, si versionet e shkallëzuara të Tokës, dhe kjo është arsyeja pse i quajtëm super-Tokë,” shpjegoi Benneke. “Megjithatë, ne kemi treguar tani se këta dy planetë, Kepler-138c dhe d, janë krejtësisht të ndryshëm në natyrë: një pjesë e madhe e vëllimit të tyre ka të ngjarë të përbëhet nga uji. Është hera e parë që vëzhgojmë planetë që mund të identifikohen me besim. si botët e ujit, një lloj planeti që u teorizua nga astronomët se ekzistonte për një kohë të gjatë.”

Me vëllime më shumë se tre herë se Toka dhe masa dy herë më të mëdha, planetët c dhe d kanë dendësi shumë më të ulët se Toka. Kjo është befasuese sepse shumica e planetëve pak më të mëdhenj se Toka që janë studiuar në detaje deri më tani dukeshin të gjithë si botë shkëmbore si e jona. Krahasimi më i afërt me dy planetët, thonë studiuesit, do të ishin disa nga hënat e akullta në sistemin e jashtëm diellor që gjithashtu përbëhen kryesisht nga uji që rrethon një bërthamë shkëmbore.

“Imagjinoni versione më të mëdha të Evropës ose Enceladusit, hënat e pasura me ujë që rrotullohen rreth Jupiterit dhe Saturnit, por të sjella shumë më afër yllit të tyre,” shpjegoi Piaulet. “Në vend të një sipërfaqeje të akullt, Kepler-138 c dhe d do të strehonin zarfe të mëdha avulli uji.”

Studiuesit paralajmërojnë se planetët mund të mos kenë oqeane si ato në Tokë direkt në sipërfaqen e planetit. “Temperatura në atmosferat e Kepler-138c dhe Kepler-138d ka të ngjarë të jetë mbi pikën e vlimit të ujit, dhe ne presim një atmosferë të trashë dhe të dendur të përbërë nga avulli në këto planete. Vetëm nën atë atmosferë avulli mund të ketë ujë të lëngshëm me presion të lartë. , apo edhe uji në një fazë tjetër që ndodh në presione të larta, të quajtur një lëng superkritik”, tha Piaulet.

Kohët e fundit, një ekip tjetër në Universitetin e Montrealit gjeti një planet tjetër, të quajtur TOI-1452 b, që potencialisht mund të mbulohet me një oqean me ujë të lëngshëm, por teleskopi hapësinor James Webb i NASA-s do të jetë i nevojshëm për të studiuar atmosferën e tij dhe për të konfirmuar praninë e oqean.

Në vitin 2014, të dhënat nga Teleskopi Hapësinor Kepler i NASA-s lejuan astronomët të shpallin zbulimin e tre planetëve që rrotullohen rreth Kepler-138, një yll xhuxh i kuq në konstelacionin Lyra. Kjo bazohej në një rënie të matshme në dritën e yjeve ndërsa planeti kaloi për një moment nga ylli i tyre, një tranzit.

Benneke dhe kolegia e tij Diana Dragomir, nga Universiteti i New Mexico, dolën me idenë e ri-vëzhgimit të sistemit planetar me teleskopët hapësinorë Hubble dhe Spitzer midis 2014 dhe 2016 për të kapur më shumë tranzite të Kepler-138d, planeti i tretë në sistemin, për të studiuar atmosferën e tij.

Ndërsa vëzhgimet e mëparshme të teleskopit hapësinor të NASA Kepler treguan vetëm kalimin e tre planetëve të vegjël rreth Kepler-138, Piaulet dhe ekipi i saj u befasuan kur zbuluan se vëzhgimet e Hubble dhe Spitzer sugjeruan praninë e një planeti të katërt në sistem, Kepler-138e.

Ky planet i sapo gjetur është i vogël dhe më larg nga ylli i tij se tre të tjerët, duke marrë 38 ditë për të përfunduar një orbitë. Planeti është në zonën e banueshme të yllit të tij, një rajon i butë ku një planet merr sasinë e duhur të nxehtësisë nga ylli i tij i ftohtë që të mos jetë as shumë i nxehtë dhe as shumë i ftohtë për të lejuar praninë e ujit të lëngshëm.

Natyra e këtij planeti shtesë, të gjetur rishtazi, megjithatë, mbetet një pyetje e hapur sepse nuk duket se kalon tranzit yllin e tij pritës. Vëzhgimi i tranzitit të ekzoplanetit do t’u kishte lejuar astronomëve të përcaktonin madhësinë e tij.

Me Kepler-138e tani në foto, masat e planetëve të njohur më parë u matën përsëri përmes metodës së ndryshimit të kohës së tranzitit, e cila konsiston në gjurmimin e ndryshimeve të vogla në momentet e sakta të kalimit të planetëve përpara yllit të tyre të shkaktuar nga tërheqja gravitacionale e planetëve të tjerë afër.

Studiuesit kishin një tjetër surprizë: ata zbuluan se dy botët ujore Kepler-138c dhe d janë planetë “binjakë”, me pothuajse të njëjtën madhësi dhe masë, ndërsa më parë mendohej se ishin krejtësisht të ndryshëm. Planeti më i afërt, Kepler-138b, nga ana tjetër, konfirmohet se është një planet i vogël në masë të Marsit, një nga ekzoplanetët më të vegjël të njohur deri më sot.

“Ndërsa instrumentet dhe teknikat tona bëhen mjaft të ndjeshme për të gjetur dhe studiuar planetë që janë më larg nga yjet e tyre, ne mund të fillojmë të gjejmë shumë më tepër botë ujore si Kepler-138 c dhe d,” përfundoi Benneke.