Meteorologia exoplanetelor

A rămas departe în timp lumea descrisă de Edgar Rice Burroughs în Prințesa marțiană (A Princess of Mars), în care eroul John Carter se trezește pe pământul Planetei Roșii, unde descoperă rapid că este capabil să facă salturi gigantice datorită gravitației scăzute, permițându-i să scape de o bandă de marțieni verzi care îl atacă. Nu are nici un fel de probleme cu presiunea sau compoziția aerului din atmosfera planetei.

În Primul marțian a lui A.E. van Vogt ( The First Martian , apărută în 1951) apare chiar ideea că locuitorii înălțimilor montane de pe Terra pot respira liber în atmosfera rarefiată a lui Marte.

Un marțian înfățișat pe coperta Thuvia, fecioara de pe Marte (ediția originală, 1920), al patrulea roman din seria Ciclul marțian, Ilustrație de Patrick J. Monahan. Wikimedia Commons, Public Domain

În timp s-au dezvoltat noi tehnologii și meteorologia ca disciplină complexă studiază acum atmosfera unor planete îndepărtate.

„Epoca meteorologiei exoplanetelor a sosit…observarea, caracterizarea și modelarea atmosferelor exoplanetelor a înflorit într-un domeniu bogat care se apropie de cel al meteorologiei sistemului solar ca amploare și complexitate” se afirmă în articolul „Variability in the Atmosphere of the Hot Jupiter Kepler-76b” , autori: Brian Jackson, Elisabeth Adams, Wesley Sandidge, Steven Kreyche, și Jennifer Briggs, publicat în The Astronomical Journal, Volume 157, Number 6, din 2019 May 23. 

Studiul prezintă analiza observațiilor obținute de misiunea Kepler, date obținute despre planeta Jupiter Kepler-76b, planetă cu o perioadă orbitală de 1,5 zile în jurul unei stele fierbinți (6300 K) și o masă de două ori mai mare ca cea a lui Jupiter.

Kepler-76b este o planetă extrasolară, un gigant gazos, care orbitează în jurul stelei spectrale de clasă F Kepler-76, situată în constelația Cygnus, singura planetă detectată până acum în apropierea stelei. A fost descoperită prin metoda tranzitului astronomic în 2013.

Kepler este un telescop spațial dezvoltat de către agenția spațială americană, NASA, pentru a detecta exoplanete. A fost lansat în 7 martie 2009 având ca final al misiunii 30 octombrie 2018.

Telescopul Kepler,Autor: NASA, Wikimedia Commons, Public Domain

Kepler este echipat cu un detector a cărui sensibilitate îi permite să identifice planetele terestre și astfel să identifice planete asemănătoare cu a noastră planete care orbitează stele asemănătoare cu Soarele.

Telescopul folosește metoda de tranzit, care detectează prezența unei planete prin măsurarea variației luminozității stelei gazdă atunci când planeta se află între ea și telescop.

O imagine realizată de Carter Roberts de la Societatea Astronomică Eastbay din Oakland, CA, care arată regiunea Calea Lactee a cerului spre care s-a îndreptat Kepler. Autor :NASA, Wikimedia Commons, Public Domain

Obiectivele misiunii Kepler au fost următoarele:

  1. Determinarea numărului de planete, de dimensiuni echivalente sau mai mari decât Pământul, care se află în zona sau în apropierea zonei locuibile a stelei lor, cu stele de tipuri spectrale foarte variate. Astfel de planete sunt adesea numite planete Goldilocks în limba engleză.
  2. Determinarea gamei de dimensiuni și forme ale orbitelor acestor planete;
  3. Estimarea numărului de planete aflate în sisteme stelare multiple;
  4. Determinarea amplorii orbitei, luminozității, dimensiunii, masei și densității planetelor gigantice cu perioade orbitale scurte;
  5. Identificarea membrilor suplimentari ai fiecărui sistem planetar descoperit folosind alte tehnici;
  6. Determinarea proprietăților stelelor care adăpostesc sisteme planetare.

Datele culese de Kepler sunt, de asemenea, folosite pentru a studia stelele variabile de diferite tipuri și pentru a studia asteroseismologia ( disciplina care studiază modurile de vibrație sau oscilații ale altor stele decât Soarele; este o tehnică de studiu a structurii interne a stelelor), în special pe stelele care prezintă oscilații de tip solar.
Toate planetele descoperite sunt situate într-una dintre aceste trei constelații nordice: Cygnus, Lyra și Draco, conținute în fotometrul cu câmp vizual al lui Kepler.

Revenind la modelele meteorologiei exoplanetelor, ele presupun că exoplaneta în cauză are o atmosferă pentru a-și determina clima. Fără atmosferă, singurele variații de temperatură de pe suprafața planetei s-ar datora insolației de la steaua sa. În plus, principalele cauze ale vremii – presiunea aerului și diferențele de temperatură a aerului care antrenează vânturile și mișcarea maselor de aer – pot exista doar într-un mediu cu o atmosferă semnificativă, spre deosebire de o atmosferă slabă și, în consecință, destul de statică, ca de exemplu aceea a lui Mercur. Astfel, existența vremii exometeorologice (spre deosebire de vremea spațială) pe o exoplanetă depinde dacă aceasta are atmosferă.

Comparațiile dintre atmosferele planetelor între ele și cu atmosfera Pământului extind înțelegerea de bază a proceselor atmosferice, cum ar fi efectul de seră, fizica aerosolilor și a norilor, precum și chimia și dinamica atmosferei.

În septembrie 2022, astronomii au format un grup, numit „Categorizing Atmospheric Technosignatures” (Categorizarea tehnosemnăturilor atmosferice; (CATS)), pentru a enumera rezultatele studiilor despre atmosfera unei exoplanete pentru biosemnături și tehnosemnături .

O biosemnătură ( numită uneori bioindice), este o urmă chimică (substanță organică sub formă de element, moleculă etc.) sau o urmă fizică care poate fi păstrată în sol, într-un gaz acumulat în atmosferă, sau provin din orice proces a cărui singură explicație rezonabilă este prezența, la un moment dat în cursul istoriei, a unei forme de viață.

Tehnosemnătura sau tehnomarkerul este orice proprietate sau efect măsurabil care oferă dovezi științifice ale tehnologiei trecute sau prezente.
Diverse tipuri de tehnosemnături, cum ar fi scurgerile de radiații de la instalațiile de astroinginerie la scară mare, sferele Dyson, lumina dintr-o ecumenopolis extraterestră (conceptul ipotetic al unui oraș planetar) sau propulsoarele Shkadov (propulsorul Shkadov este unul din cele mai simple motoare stelare care sunt o clasă de megastructuri ipotetice care transformă radiația stelei într-o altă formă de energie, motorul constând dintr-o oglindă/vela solară foarte mare) cu puterea de a modifica orbitele stelelor din jurul Centrului Galactic, pot fi detectabile cu hipertelescoape.

Conceptul artistic al unei vele spațiale. Autor: NASA /Marshall Space Flight Center, Wikimedia Commons, Public Domain

Elisabeth R. Adams (n. 1981) este un om de știință american de la Institutul de Științe Planetare (cu sediul în Somerville). Munca ei include studierea unei largi game de dinamici planetare, de la Centura Kuiper la exoplanete, precum și scrierea de science fiction.

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab1b30/meta

Lasă un comentariu

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.