Τι είναι οι εξωπλανήτες;
Ως εξωπλανήτες ορίζονται οι πλάνητες που περιφέρονται γύρω από άλλους αστέρες (άλλους ήλιους) εκτός του δικού μας ηλιακού συστήματος. Η ιστορία τους ξεκινά πολύ πρόσφατα, μόλις το 1992, όταν ανακαλύφθηκαν δύο σε τροχιά γύρω από έναν αστέρα νετρονίων. Ωστόσο, η πρώτη ανακάλυψη εξωπλανήτη σε αστέρα με χαρακτηριστικά παρόμοια με του δικού μας Ήλιου έγινε το 1995. Αυτός ο εξωπλανήτης, που ονομάζεται 51 Peg B, είναι γιγάντιος και αεριώδης και έχει "έτος" περίπου 4 ημέρες. Έκτοτε, έχουν ανακαλυφθεί περίπου άλλοι 3.000, ενώ ακόμα 2.500 αστέρες είναι υποψήφιοι να φιλοξενούν εξωπλανήτες. Οι ανακαλύψεις γίνονται τόσο από επίγεια προγράμματα παρατηρήσεων όσο και από διαστημικές αποστολές. Οι εξωπλανήτες χωρίζονται στα παρακάτω είδη: α) τύπου θερμού Δία (μεγάλης ακτίνας και αέριας μορφής), β) τύπου Ποσειδώνα (μικρότερης ακτίνας από τους τύπου Δία και αέριας μορφής) και γ) τύπου Γης (συγκρίσιμης ακτίνας με τη Γη και βραχώδεις). Η δυνατότητα του εξωπλανήτη να μπορεί να φιλοξενεί ζωή ή νερό σε υγρή μορφή ή έστω ατμόσφαιρα παραπλήσια με της Γης καθορίζεται από την απόστασή του από τον αστέρα γύρω από τον οποίο περιφέρεται και τη θερμοκρασία του αστέρα. Για όλους τους αστέρες μπορεί να καθοριστεί η λεγόμενη "ζώνη κατοικισιμότητας", δηλαδή η περιοχή γύρω τους στην οποία εάν εντοπιστεί ένας πλανήτης τύπου Γης, δύναται να έχει παρόμοια ατμοσφαιρικά και φυσικά χαρακτηριστικά με τον πλανήτη μας.
Το Ινστιτούτο Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΕΑΑ) συμμετέχει σε διεθνές ερευνητικό πρόγραμμα εντοπισμού και χαρακτηρισμού εξωπλανητών χρησιμοποιώντας το όργανο RISE2 (Rapid Imager to Search for Exoplanets), το οποίο είναι προσαρμοσμένο στο τηλεσκόπιο 2,3μ. Αρίσταρχος στο όρος Χελμός, σε υψόμετρο 2.340μ. Tο RISE2 αποτελείται από ένα οπτικό σύστημα στο οποίο έχει προσαρμοστεί μία ψηφιακή κάμερα (CCD) υψηλής φωτοευαισθησίας, επιτρέποντας, σε συνδυασμό με τις άριστες φωτομετρικές συνθήκες του τόπου παρατήρησης, την καταγραφή δεδομένων υψηλής ποιότητας και φωτομετρικής ακρίβειας, κάτι που θεωρείται άκρως απαραίτητο για παρατηρήσεις εξωπλανητών. Το όργανο αυτό, μέσω της συνεργασίας του ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ με τα βρετανικά πανεπιστήμια Μάντσεστερ, Λίβερπουλ, Γουάρικ και Μπέλφαστ, σχεδιάστηκε και τοποθετήθηκε στο τηλεσκόπιο από πριν έξι χρόνια με επιστημονικό υπεύθυνο τον δρ Παναγιώτη Μπούμη, κύριο ερευνητή του ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ. Την ελληνική ομάδα συμπληρώνουν οι δρ Αλέξιος Λιάκος και δρ Ιωάννης Αλικάκος ως μεταδιδακτορικοί ερευνητές του ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ.
Υποψήφιοι στόχοι προγράμματος εξωπλανητών
Οι στόχοι παρατήρησης προκύπτουν από το ερευνητικό πρόγραμμα WASP (Wide Angle Search for Planets). Το WASP περιλαμβάνει συστοιχίες μικρών τηλεσκοπίων τοποθετημένες στα Κανάρια Νησιά και στη Νότια Αφρική, τα οποία σαρώνουν όλο τον ουρανό και ανιχνεύουν μικρομεταβολές στις λαμπρότητες των αστέρων. Αυτές οι μικρομεταβολές, όπου εντοπίζονται, κατατάσσουν τους αστέρες σε υποψήφιους να φιλοξενούν εξωπλανήτες. Εν συνεχεία, οι ερευνητές του WASP επικοινωνούν με άλλους συνεργάτες-ερευνητές σε άλλα αστεροσκοπεία (ένα εκ των οποίων και το ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ), τα οποία έχουν πολύ μεγαλύτερα τηλεσκόπια, και τους γνωστοποιούν τις συντεταγμένες των υποψήφιων αστέρων.
Διαβάσεις εξωπλανητών
Η διάβαση του εξωπλανήτη μπροστά από τον αστέρα γύρω από τον οποίο βρίσκεται σε τροχιά είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται κατά κόρον με αστρονομικά όργανα υψηλής ακρίβειας και αποτελεί την πλέον διαδεδομένη μέθοδο ανακάλυψης εξωπλανητών. Η διάβαση είναι ανάλογη των ηλιακών εκλείψεων που παρατηρούμε στη Γη, όταν δηλαδή ο σεληνιακός δίσκος κρύβει τον ηλιακό με αποτέλεσμα την απόκρυψη του φωτός του Ήλιου. Ωστόσο, επειδή οι αστέρες είναι πάρα πολύ μακριά και οι εξωπλανήτες έχουν πολύ μικρό μέγεθος, η μείωση της λαμπρότητας του αστέρα κατά τη διάρκεια μιας διάβασης είναι τόσο μικρή, που πρακτικά είναι σαν να μετράμε πόσο φως απέκρυψε ένα κουνούπι περνώντας μπροστά από έναν φάρο!
Παρατηρήσεις εξωπλανητών και επεξεργασία
Οι παρατηρήσεις που λαμβάνονται με το RISE2 από το τηλεσκόπιο Αρίσταρχος έχουν τη μορφή εικόνων. Κατά τη διάρκεια της νύχτας στοχεύεται ο υποψήφιος αστέρας και λαμβάνονται συνεχώς εικόνες για πολλές ώρες. Εν συνεχεία, χρησιμοποιώντας ειδικά λογισμικά, καταμετράται η ποσότητα του φωτός του αστέρα σε κάθε εικόνα και καθίσταται δυνατό να μετρηθούν τυχόν μικρομεταβολές στη λαμπρότητά του και να επιβεβαιωθεί ή όχι η ύπαρξη του εξωπλανήτη. Αξίζει να σημειωθεί ότι μικρομεταβολές στη λαμπρότητα των αστέρων μπορούν να δημιουργηθούν και από άλλα φυσικά αίτια (π.χ., αναπάλσεις), ωστόσο αυτές που αποδίδονται στους εξωπλανήτες έχουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και είναι πλέον πολύ εύκολο να διαχωριστούν.
ΠΡΟΣΦΑΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Η ελληνική ομάδα συνέβαλε μέσω παρατηρήσεων εντός του 2014 και 2015 στην επιβεβαίωση ύπαρξης και χαρακτηρισμού δύο εξωπλανητών με κωδικά ονόματα WASP113b και WASP114b. Η σχετική εργασία δημοσιεύτηκε στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό «Αstronomy & Astrophysics” πριν από μερικούς μήνες.
Απώτερος στόχος η αναζήτηση ζωής στο Σύμπαν
Τα τελευταία δέκα χρόνια έχουν ανακαλυφθεί δεκάδες βραχώδεις πλανήτες σαν τη Γη και πολλοί από αυτούς εντός της ζώνης κατοικισιμότητας των αστέρων τους, με κύριο παράδειγμα τον Proxima b, που ανακαλύφθηκε πριν από μερικούς μήνες και βρίσκεται στον πιο κοντινό σε εμάς αστέρα. Λόγω της ραγδαίας εξέλιξης της τεχνολογίας, η οποία είναι αλληλένδετη με τις ανάγκες της σύγχρονης επιστήμης, οι επιστήμονες είναι πλέον σε θέση να χαρακτηρίζουν με πολύ καλή ακρίβεια τον τύπο ενός εξωπλανήτη και την πιθανότητα να μπορεί να φιλοξενήσει ζωή. Εκτιμάται ότι τις επόμενες δεκαετίες θα είμαστε σε θέση να έχουμε δεδομένα που θα μας επιτρέπουν να βρίσκουμε ακόμα και τη χημική σύσταση των ατμοσφαιρών τους. Ο απώτερος στόχος δεν είναι άλλος από την προσπάθεια να απαντηθεί το αρχέγονο ερώτημα της ανθρωπότητας αναφορικά με την ύπαρξη ζωής στο Σύμπαν. Η εικόνα της ανθρωπότητας για τον κόσμο αλλάζει ανά τους αιώνες και πλέον ίσως να είμαστε κοντά στο να βρούμε επιτέλους απάντηση και για τη μοναδικότητα ή μη του ανθρώπινου γένους.
