Ապակյա անձրևներ, եռացող օվկիանոս ու ալմաստի ընդերք. շատ տարօրինակ էկզոմոլորակները

Արեգակնային համակարգը շարքային երևույթ է Տիեզերքում։ Միայն մեր գալակտիկայում կարող են լինել միլիարդավոր աստղեր, որոնց շուրջ մոլորակներ են պտտվում։ Ոչ Արեգակի շուրջ պտտվող մոլորակները անվանում են էկզոմոլորակներ, ու վերջին տասնամյակներին դրանց խորը ուսումնասիրությունը հետաքրքիր արդյունքներ է տվել։

2024թ-ի հունիսի 18-ի դրությամբ արդեն իսկ հայտնաբերվել է 6140 հաստատված էկզոմոլորակ։ Դրանք շատ տարբեր են թե չափերով ու զանգվածով, ու թե իրենց ֆիզիկական հատկություններով։ Ու այդ մոլորակների թվում կան շատ տարօրինակ աշխարհներ։

Այլ աստղերի շուրջ պտտվող մոլորակներ հայտնաբերելը բարդ խնդիր է, որովհետև մայրական աստղի լույսը թույլ չի տալիս դրանք անմիջականորեն դիտարկել։ Օրինակ, Արեգակի չափ աստղի լույսը մոտ միլիարդ անգամ ավելի վառ է, քան իր շուրջ պտտվող ցանկացած մոլորակինը։ Հետևաբար, ուղիղ դիտարկումները անհնար են։

Այդ իսկ պատճառով, մասնագետները ստեղծել են գերզգայուն սարքեր, որոնք կարող են չափել մայրական աստղի լուսատվության ամենաչնչին փոփոխությունները, երբ աստղի շուրջ պտտվող մոլորակը դրա դիմացով անցնելիս որոշակիորեն նվազեցնում է աստղի լուսատվությունը։ Այյն ստացել է տրանզիտային մեթոդ անվանումը։ Համեմատելով աստղի լուսատվությունը մինչև մոլորակի անցնելն ու անցնելու ընթացքում՝ հնարավոր է իմանալ մոլորակի զանգվածի, չափերի ու խտության մասին։ Մասնավորապես, այսպես էր աշխատում Կեպլեր տիեզերական աստղադիտակը, որն իր գործունեության գրեթե 10 տարիների ընթացքում հայտնաբերել է 2778 էկզոմոլորակ։ Կեպլերը շահագործումից հանվել է 2018-ին` փոխարինվելով TESS աստղադիտակով։ Վերջինս մոտ 400 անգամ ավելի մեծ տարածք է դիտարկում, քան Կեպլերը։ 2024-ի հունիսի 14-ի դրությամբ TESS-ը հայտնաբերել է 7203 էկզոմոլորակի թեկնածու, որոնցից հաստատվել են 475-ը։

Սակայն տրանզիտային մեթոդը ունի սահմանափակումներ։ Դրա միջոցով կարելի է ֆիքսել միայն շատ ծանր ու աստղին բավարար մոտ ուղեծրով պտտվող մոլորակները։ 2021-ին Տիեզերք ուղարկված Ջեյմս Վեբի տիեզերական աստղադիտակը շատ ավելի զգայուն է իր նախորդներից ու կարող է հայտնաբերել ոչ միայն էկզոմոլորակներ, որոնք անտեսանելի էին նախորդ սարքերի համար, այլև տեղեկություն ստանալ դրանց մթնոլորտի կազմի մասին, ինչը խիստ կարևոր է պոտենցիալ բնակելի աշխարհներ հայտնաբերելու համար։

Պատկերացրեք աշխարհ, որի վրա տարին տևում է մոտ մեկ ու կես օր, որովհետև այն շատ մոտ է իր աստղին։ Ու այդ մոլորակի մակերևույթն այնքան շիկացած է, որ ջերմաստիճանն այստեղ գերազանցում է շատ աստղերի մակերևույթի ջերմաստիճանը` հասնելով սարսափելի 4300 աստիճանի։

Ծանոթացեք, Kelt-9b էկզոմոլորակն է։ Երկրից 620 լուսատարի հեռավորության վրա գտնվող այս հսկա մոլորակը 2.88 անգամ ծանր է մեր Արեգակնային համակարգի խոշորագույն մոլորակից` Յուպիտերից։ Աստղին ուղղված կողմի շիկացած մթնոլորտում առկա են մետաղի ու տիտանի իոնացված ատոմներ, որոնք մոլորակի հակառակ` մութ կողմում, կոնդենսացվում են ամպերի։ Դրա շնորհիվ Kelt-9b մոլորակի մութ կողմում մետաղական անձրևներ են, այնպես որ հովանոցը դժվար թե օգնի։

Ի՞նչ կլիներ, եթե Նեպտունը հնարավոր լիներ փչել ու դարձնել գրեթե Յուպիտերի չափ` առանց զանգվածը փոփոխելու։ Կստացվեր WASP-107 b էկզոմոլորակը, որը գտնվում է Երկրից 200 լուսատարի հեռավորության վրա։

Սա ամենանոսր հայտնի մոլորակն է։ Այն ունի Յուպիտերի ծավալի 3/4-ը, սակայն զանգվածի ընդամենը 1/10-ը, այսինքն` 10 անգամ թեթև է Յուպիտերից։ Մակերևույթի ջերմաստիճանը` 500 աստիճան։ Արդյունքում, այն այնքան նոսր է ու տաք, որ հիշեցնում է լավ վառված զեֆիր։ Պատկերացրեք, գրեթե Յուպիտերի չափ վառված զեֆիր։ Այսպիսի մոլորակը չէր կարող ձևավորվել իր ներկայիս ուղեծրին. հավանաբար, այն առաջացել է շատ ավելի հեռվում, ապա տեղափոխվել` աստիճանաբար մոտենալով իր մայրական աստղին։ Մոլորակի մթնոլորտը բաղկացած է ջրային գոլորշուց, ծծմբի օքսիդից ու ավազային սիլիկատներից։

Աստղագետներին ավելի շատ հետաքրքրում են էկզոմոլորակները, որոնք չափերով մոտ են Երկրին, գտնվում են իրենց Աստղից բարվոք հեռավորության վրա (որպեսզի մոլորակի մակերևույթին հնարավոր լինի հեղուկ ջրի առկայությունը), ինչը պոտենցիալ այլմոլորակային կյանքի գլխավոր պայմաններից է։

Բայց միշտ չէ, որ նշված պայմանները բավարար են։ K2-18b-ն գտնվում է Երկրից 124 լուսատարի հեռավորության վրա։ Այն շառավղով երկու անգամ մեծ է Երկրից, իսկ զանգվածով` ութ անգամ, ու գտնվում է իր աստղից այնպիսի հեռավորության վրա, որ այստեղ հնարավոր է հեղուկ ջրի առկայությունը։ Սակայն, չնայած մոլորակի մթնոլորտում ջրի հայտնաբերմանը, այն կարող է խիստ վտանգավոր լինել կյանքի համար։ Մոլորակի մթնոլորտը չափազանց խիտ է։ Մթնոլորտի տակ մոլորակը ամբողջությամբ ծածկված է ջրային օվկիանոսով, որի ջուրը մթնոլորտի բարձր ճնշման պատճառով գտնվում է եռացող հեղուկ ջրի ու ջրային գոլորշու միջև վիճակում։ Եթե փորձեք լողալ նման օվկիանոսում, շատ արագ կխաշվեք։

Էլ ավելի դժոխային է 63 լուսատարի հեռավորության վրա գտնվող HD 189733 A b էկզոմոլորակը` վառ կապույտ գեղեցկուհի, որի չափերը համեմատելի են Յուպիտերի չափերի հետ։

Սակայն մոլորակը միայն առաջին հայացքից է հանդարտ ու գրավիչ։ Այստեղ մոլեգնում են քամիներ, որոնց արագությունը հասնում է ժամում 8700 կիլոմետրի։ Ու դրանց հետ մեկտեղ` իսկական ապակյա անձրև, որը պատառ-պատառ կանի մթնոլորտում հայտնված ցանկացած բան, այնպես որ HD 189733 A b-ից ավելի լավ է հեռու մնալ։

Իսկ արժի՞ արդյոք հեռու մնալ մի մոլորակից, որը պոտենցիալ կարող է իրենից ներկայացնել հսկայական մի ալմաստ։ Բառի բուն իմաստով։

Այո, արժի, որովհետև հեքիաթային հարստությունների առկայությունը մոլորակի վրա վերջնական հաստատված չէ, բացի այդ, պայմաններն այնտեղ, մեղմ ասած, շատ խիստ են հանքարդյունաբերության համար։ Խոսքը 55 Cancri e մոլորակի մասին է։ Այն գրեթե ութ անգամ ծանր է Երկրից, ու գրեթե 2 անգամ մեծ։ Մոլորակի մի կողմը միշտ ուղղված է դեպի իր աստղը. լուսավորված կողմում ջերմաստիճանը կազմում է 2400 աստիճան, այստեղ հալած լավայի օվկիանոսներ են։ Գիշերային կողմում էլ առանձնապես բարվոք չէ, ջերմաստիճանը հասնում է 1100 աստիճանի, ինչը կարող է հրաբխային ակտիվության հետևանք լինել։ Ինչ վերաբերում է ալմաստի պաշարներին՝ կարծիք կա, որ մոլորակը հարուստ է ածխածնով, որը ահռելի ճնշումների պայմաններում վերածվում է ալմաստի` դարձնելով մոլորակի ընդերքը ամբողջությամբ ալմաստից։ Սակայն նոր դիտարկումները ցույց են տալիս, որ ածխածինը մոլորակի ընդերքում կարող է այնքան էլ շատ չլինել։

Վերջապես, խոսենք ամենասև մոլորակի մասին։ Երկրից 750 լուսատարի հեռավորության վրա գտնվող TrES-2b էկզոմոլորակը ճառագայթում է կլանած լույսի միայն մեկ տոկոսը։

Դրա հետևանքով այն ավելի սև է, քան ածուխը կամ սև յուղաներկը։ Մոլորակի սևության պատճառը հայտնի չէ. պատճառներից մեկը կարող է լինել լույսը ճառագայթող ամպերի բացակայությունը, կամ մթնոլորտում լույս կլանող քիմիական նյութերի` նատրիումի, կալիումի կամ տիտանի օքսիդի առկայությունը։ Մնացած առումներով, սա գերտաք Յուպիտեր է, որի մթնոլորտի վերին շերտերում ջերմաստիճանը հասնում է 1600 աստիճանի։

Հաշվի առնելով, որ Ծիր կաթին գալակտիկայում կա մոտ 200 մլրդ աստղ, գիտնականները կարծում են, որ կյանքի համար հարմարավետ երկրատիպ մոլորակների թիվը կարող է հասնել 11 մլրդի։ Ու դա միայն մեր գալակտիկայում։ Պոտենցիալ բնակեցված էկզոմոլորակների հայտնաբերումը ուսումնասիրությունների գլխավոր մոտիվացիան է։ Ու չնայած ցանկացած էկզոմոլորակ մեզանից չափազանց հեռու է ժամանակակից տեխնոլոգիաներով դրանց հասնելու համար, բնակության համար հարմարավետ մոլորակների գտնվելու վայրը իմանալը կարող է ապագայում մարդկության համար նոր բնակավայր գտնելու հնարավորություն ընձեռել, եթե շարունակենք վնասել մեր հարազատ մոլորակին։

Արման Գասպարյան