Ο Γιάννης Τσάπρας εργάζεται τώρα στο Astronomisches Rechen-Institut της Χαϊδελβέργης και είναι στην ομάδα των 31 επιστημόνων που ανακάλυψε ένα δυνητικά κατοικήσιμο πλανήτη σε περιστροφή γύρω από το πλησιέστερο αστέρι στον ήλιο μας, τον ερυθρό νάνο που ονομάζεται Proxima Centauri (Εγγύτατος του Κενταύρου).
Ο νέος κόσμος είναι λίγο μεγαλύτερος από τη Γη και βρίσκεται περίπου τέσσερα έτη φωτός μακριά, σε τροχιά γύρω από τον Εγγύτατο του Κενταύρου. Ως εκ τούτου, είναι το πιο εύκολο να μελετηθεί και να ερευνηθεί από οποιαδήποτε «δεύτερη Γη» που έχει ποτέ ανακαλυφθεί. Επιπλέον, σύμφωνα με τα δεδομένα ως τώρα, φέρεται να έχει ιδανικές συνθήκες για ανάπτυξη και φιλοξενία εξωγήινης ζωής.
Credit: Ricardo Ramírez
—Πώς φτάσατε στην ανακάλυψη;
Είχαμε βάσιμες υποψίες από προηγούμενες παρατηρήσεις ότι υπήρχε ένα σήμα με περίοδο κοντά σε αυτήν που ανακαλύψαμε. Το πρόβλημα ήταν ότι, καθώς το αστέρι είναι ενεργό και έχει συχνές εκλάμψεις, προηγούμενες προσπάθειες δεν είχαν κατορθώσει να ξεχωρίσουν το σήμα του πλανήτη από την ενεργειακή δραστηριότητα του άστρου. Οπότε δεν ξέραμε αν υπάρχει όντως πλανήτης εκεί ή όχι. Η καμπάνια μας είχε λοιπόν συγκεκριμένο σκοπό. Να επιβεβαιώσουμε ή όχι την ύπαρξη αυτού του σήματος. Για να το κατορθώσουμε συνεργαστήκαμε 31 επιστήμονες από 8 διαφορετικές χώρες και χρησιμοποιήσαμε το φασματογράφο HARPS στο τηλεσκόπιο 3.6 μέτρων του ΕSO στη Χιλή για να μετρήσουμε πώς 'κουνιέται' το άστρο καθώς περιφέρεται γύρω του ο πλανήτης (radial velocity method). Ένας κοσμικός χορός δηλαδή γύρω απ το κοινό τους κέντρο μάζας. Αυτή η κίνηση καταγράφεται ως μετατόπιση των φασματικών γραμμών στο αστρικό φάσμα: όταν ο πλανήτης περνάει πίσω απ το άστρο, οι φασματικές γραμμές μετατοπίζονται προς το κόκκινο, όταν περνάει από μπροστά, προς το μπλε. Παράλληλα, χρησιμοποιήσαμε το παγκόσμιο δίκτυο ρομποτικών τηλεσκοπίων του LCOGT για να παρατηρήσουμε τις ενεργειακές εξάρσεις του άστρου, ούτως ώστε να κατορθώσουμε να ξεχωρίσουμε την αστρική δραστηριότητα από το σήμα του πλανήτη. Τις λεπτομέρειες του προγράμματος αρχίσαμε να τις συζητάμε από το 2013 και οι παρατηρήσεις έγιναν τελικά από τον Ιανουάριο μέχρι το Μάρτιο του 2016.
—Υπάρχει η αίσθηση πως ίσως πρόκειται για τη μεγαλύτερη αστρονομική ανακάλυψη του αιώνα. Θέλετε να μας μιλήσετε για τη σημασία της;
Είναι σημαντική για δύο κυρίως λόγους. Ήδη γνωρίζουμε ότι υπάρχουν χιλιάδες εξωπλανήτες σε τροχιές γύρω από απόμακρα άστρα, αλλά ο Proxima b είναι κοσμικός μας γείτονας, στη διπλανή πόρτα, σε απόσταση μόλις 4,2 ετών φωτός. Δεν πρόκειται να βρεθεί πλησιέστερος εξωπλανήτης. Επιπλέον έχει ελάχιστη μάζα 1,3 τη μάζα της Γης και βρίσκεται και σε εύκρατη τροχιά, δηλαδή εάν υπάρχει εκεί νερό, που οι βιολόγοι θεωρούν απαραίτητο συστατικό για την ανάπτυξη ζωής (τουλάχιστον όπως εμείς την αντιλαμβανόμαστε), αυτό θα είναι σε υγρή μορφή.
Ο δεύτερος λόγος είναι ότι, λαμβάνοντας υπ' όψιν πόσο δύσκολο είναι να βρούμε τόσο μικρούς πλανήτες, το γεγονός ότι βρήκαμε έναν στο αμέσως διπλανό μας άστρο σημαίνει ότι μάλλον βρίσκονται παντού. Και πραγματικά, αυτή η εικόνα έχει αρχίσει να σχηματίζεται κοιτώντας τις ανακαλύψεις που μας έρχονται από διάφορες μεθόδους. Οι μικροί βραχώδεις πλανήτες είναι σημαντικά πολυπληθέστεροι από τους μεγάλους αέρινους γίγαντες και τουλάχιστον ένα στα κάθε δύο άστρα του Γαλαξία μας έχει πλανήτες! Το βρίσκω εκπληκτικό αυτό. Όταν εγώ τελείωνα το σχολείο δεν ξέραμε καν εάν υπάρχουν εξωπλανήτες. Δεν υπήρχαν αποδείξεις. Τώρα όχι μόνο γνωρίζουμε χιλιάδες, αλλά η ανακάλυψή τους έχει αλλάξει ριζικά τις θεωρίες μας για το πώς δημιουργούνται τα πλανητικά συστήματα και πώς εξελίσσονται. Το επόμενο στάδιο τις ερχόμενες δεκαετίες θα είναι η μελέτη της ατμόσφαιρας κάποιου υποσύνολου αυτών των εξωπλανητών, και η αναζήτηση χημικών στοιχείων που σχετίζονται με την ύπαρξη ζωής (biosignature gases). Θα χρειαστούμε όμως γι'αυτό νέες τεχνολογίες και μεγαλύτερα τηλεσκόπια, όπως το E-ELT.
Αν και τώρα δεν ταξιδεύω συχνά σε αστεροσκοπεία, καθώς χρησιμοποιώ κυρίως ρομποτικά τηλεσκόπια για τις παρατηρήσεις μου, την πρώτη επίσκεψη σε μεγάλο αστεροσκοπείο μακρυά από πόλεις δεν τη ξεχνάει κανείς αστρονόμος. Πεντακάθαρος ουρανός γεμάτος άστρα, πάνω από μια θάλασσα από σύννεφα. Φαίνονται μέχρι και τα διαφορετικά τους χρώματα με γυμνό μάτι
—Πιστεύετε πως υπάρχει περίπτωση να βρούμε ζωή στον πλανήτη;
Εάν έχει ατμόσφαιρα, πράγμα που δεν το ξέρουμε, και εάν υπάρχει εκεί νερό, πράγμα που επίσης δεν το ξέρουμε, τότε οι τοπικές συνθήκες μπορεί να είναι ευνοϊκές για την ύπαρξη ζωής. Δύσκολο μεν, αλλά δεν αποκλείεται. Έχουμε πάντως μια αρκετά καλή ιδέα για το τι μπορεί να παρεμποδίσει την ανάπτυξη ζωής εκεί, όπως π.χ. το ότι ο πλανήτης φαίνεται να είναι 'βαρυτικά κλειδωμένος' (δηλαδή η μία του πλευρά είναι πάντα γυρισμένη προς το άστρο του - όπως εμείς βλέπουμε πάντα τη μια πλευρά της Σελήνης) και το ότι το άστρο έχει δυνατές εκλάμψεις. Μελέτες που έχουν γίνει πάντως σε αυτά τα φαινόμενα δεν έχουν καταλήξει εάν αποκλείουν την ανάπτυξη ζωής εκεί. Εξαρτάται από το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη και από το εάν υπάρχει ατμόσφαιρα και τι είδους. Όπως και να έχει, είναι ξεκάθαρο ότι χρειάζονται επιπλέον παρατηρήσεις και περαιτέρω μελέτες πριν μπορέσουμε να βγάλουμε συμπεράσματα.
—Πόσο εύκολο θα ήταν να φτιάξουμε αποικίες εκεί;
Είναι μάλλον απίθανο να μπορέσουμε να τον επισκεφτούμε, τουλάχιστον με τη σημερινή τεχνολογία. Οπότε δέν συζητάμε καν για αποικίες. Ίσως όμως να μη χρειάζεται να πάμε εμείς για να δούμε πώς είναι. Μπορούμε να στείλουμε ρομπότ να εξερευνήσουν.
Με τη σημερινή τεχνολογία, υποθέτοντας ότι έχουμε ένα σκάφος που ταξιδεύει με 56.000 χλμ/ώρα (αυτή ήταν η ταχύτητα που είχε πιάσει η αποστολή Deep Space 1), το ταξίδι θα διαρκούσε τουλάχιστον 81.000 χρόνια μέχρι τον Proxima. Έστω ότι χρησιμοποιούσαμε και τη βαρύτητα άλλων πλανητών στο ηλιακό μας σύστημα για να πιάσουμε μεγαλύτερες ταχύτητες, το ταξίδι στην καλύτερη περίπτωση θα διαρκούσε 15.000 χρόνια (και μετά θα είχαμε και το πρόβλημα του πώς να σταματήσουμε το σκάφος αφού φτάναμε στον προορισμό μας!). Οπότε, εκτός κι γίνουν ρηξικέλευθες ανακαλύψεις στον τομέα της Φυσικής που να μας επιτρέπουν να διανύσουμε τέτοιες αστρονομικές αποστάσεις σε μικρότερο χρόνο, δεν υπάρχουν πολλές ελπίδες να πάμε εμείς εκεί. Πόσο μάλλον σε πιο απόμακρους πλανήτες. Πάντως το Starshot Project, που ανακοινώθηκε πρόσφατα από τον δισεκατομμυριούχο Γιούρι Μίλνερ και τον αστροφυσικό Στίβεν Χόκιν, φιλοδοξεί να στείλει μικροσκοπικά ρομπότ να φωτογραφίσουν το Άλφα του Κενταύρου (και τώρα θα συμπεριλάβουν και τον Proxima), που θα κατορθώσουν να κάνουν το ταξίδι μέσα σε 20-30 χρόνια. Ευελπιστούν να το επιτύχουν χρησιμοποιώντας λέιζερ για να επιταχύνουν τα μικροσκοπικά σκάφη στο 20% της ταχύτητας του φωτός.
—Αλήθεια, τι θέλατε να γίνετε όταν ήσασταν μικρός; Πότε αποφασίσατε πως θέλετε να κάνετε αυτό που κάνετε σήμερα;
Δεν ήξερα τι ήθελα να κάνω, ακόμα κι όταν τελείωσα το λύκειο. Ήξερα όμως τι δεν ήθελα. Τελικά επέλεξα να σπουδάσω Φυσική για να κατανοήσω καλύτερα πράγματα που μου κινούσαν την περιέργεια. Αυτό ήταν το πρώτο βήμα. Το δεύτερο ήταν η επιλογή μεταξύ σωματιδιακής φυσικής ή αστρονομίας σε επίπεδο μεταπτυχιακού. Τα υπόλοιπα ακολούθησαν εύκολα. Δεν ήταν δηλαδή μια απόφαση που πάρθηκε κάποια συγκεκριμένη στιγμή, βρέθηκα εδώ μάλλον συγκυριακά. Και το εάν θα παραμείνω πάλι από τις συγκυρίες θα εξαρτηθεί.
—Τι σας αρέσει περισσότερο στη δουλειά σας;
Όπως κάθε δουλειά, έχει κι αυτή τα καλά της και τα στραβά της. Στα καλά συγκαταλέγονται ένα αρκετά ευέλικτο ωράριο εργασίας, η έλλειψη ρουτίνας και φυσικά η προοπτική νέων ανακαλύψεων. Τα αρνητικά συμπεριλαμβάνουν την συνεχή αβεβαιότητα για το μέλλον, εάν δηλαδή θα υπάρξει ανανέωση συμβολαίου για τα επόμενα 1-2 χρόνια και η συνεχής πίεση να βρεθούν πόροι από τους ίδιους τους ερευνητές (μέσω επιδοτήσεων) για να υποστηρίξουν την έρευνά τους. Ο τομέας είναι κορεσμένος και πολλοί νέοι ερευνητές απογοητεύονται και εγκαταλείπουν την αστρονομία για καλύτερα πληρωμένες και πιο ασφαλείς θέσεις στη βιομηχανία. Πολλοί αστρονόμοι άλλωστε επιλέγουν να μη κάνουν οικογένεια γι αυτούς ακριβώς τους λόγους. Παρ΄όλες τις αντιξοότητες του επαγγέλματος, είναι εξαιρετικά ενδιαφέρον να εργάζεσαι στην κόψη της έρευνας.
—Πώς θα περιγράφατε τη δουλειά ενός αστρονόμου;
Η ιδέα που έχει στο μυαλό του ο περισσότερος κόσμος για το πώς δουλεύουν οι αστρονόμοι είναι λανθασμένη. Το συντριπτικά μεγαλύτερο ποσοστό δουλεύει με τις ώρες μπροστά από έναν υπολογιστή προγραμματίζοντας. Δεν νοείται αστρονόμος σήμερα που να μη γνωρίζει προγραμματισμό. Όλα τα δεδομένα και οι παρατηρήσεις είναι ψηφιακά.
Αν και τώρα δεν ταξιδεύω συχνά σε αστεροσκοπεία, καθώς χρησιμοποιώ κυρίως ρομποτικά τηλεσκόπια για τις παρατηρήσεις μου, την πρώτη επίσκεψη σε μεγάλο αστεροσκοπείο μακρυά από πόλεις δέν τη ξεχνάει κανείς αστρονόμος. Πεντακάθαρος ουρανός γεμάτος άστρα, πάνω απο μια θάλασσα απο σύννεφα. Φαίνονται μέχρι και τα διαφορετικά τους χρώματα με γυμνό μάτι αν είναι καλή νύχτα. Αν πάτε διακοπές ποτέ κοντά σε μεγάλο αστεροσκοπείο, δείτε αν δέχονται επισκέψεις, είναι πολύ ωραία εμπειρία.
—Θέλετε να μας πείτε μερικά λόγια για το πώς φτιάχτηκε η ομάδα και το πώς βρεθήκατε εσείς σ' αυτήν;
Η ομάδα φτιάχτηκε και συντονίστηκε απ τον Guillem Anglada που δουλεύει στο Queen Mary University of London. Το 2013, όταν ακόμα εργαζόμουν κι εγώ εκεί, είχαμε αρχίσει ήδη τη συζήτηση για το πώς θα κάνουμε τις παρατηρήσεις του Proxima για να επιβεβαιώσουμε τις υποψίες που είχαμε. Η δική μου συνεισφορά στο όλο εγχείρημα ήταν η παράλληλη καταγραφή της μεταβλητής λαμπρότητας και των εκλάμψεων του άστρου με τα ρομποτικά τηλεσκόπια του LCOGT. Έτσι μπορέσαμε να διαχωρίσουμε το σήμα του πλανήτη από την αστρική δραστηριότητα.
—Ποια ήταν η μεγαλύτερη δυσκολία στη συγκεκριμένη έρευνα;
Το συγκεκριμένο πρόγραμμά μας διήρκεσε μόνο μερικούς μήνες και ξέραμε ακριβώς τι ψάχναμε και πώς να το ψάξουμε. Απλά δεν ξέραμε αν θα βρούμε τίποτα. Η μεγαλύτερη δυσκολία ήταν να ξεχωρίσουμε το χαρακτηριστικό σήμα του πλανήτη από την δραστηριότητα του άστρου, που κάνει τη λαμπρότητά του να μεταβάλλεται. Αυτή άλλωστε ήταν και η δυσκολία που είχαν προηγούμενα προγράμματα και γι'αυτό δεν ήταν βέβαια εάν υπήρχε πλανήτης εκεί ή όχι. Η δυσκολία αυτή παραμένει και θα πρέπει να υπερκεραστεί και σε μελλοντικά προγράμματα παρατηρήσεων.
—Ποιο είναι το κλίμα στην ομάδα; Πανηγυρίσατε; Χαρήκατε;
Βεβαίως χαρήκαμε! Από τις πρώτες κιόλας βδομάδες που είδαμε το σήμα όλοι σκεφτόμασταν, 'Ναι! Είναι εκεί! Τα καταφέραμε!'. Αμέσως μετά βέβαια θέλαμε να το ξαναδούμε για να βεβαιωθούμε. Η συνεχής δυσπιστία είναι μέρος της δουλειάς.
Ο Ασίμοφ είχε κάποτε γράψει ότι η πιο συναρπαστική φράση που μπορείς να ακούσεις από επιστήμονες, ο προπομπός νέων ανακαλύψεων, δεν είναι το Εύρηκα, αλλά το 'Μπα.. για δες..΄. Στη δική μας περίπτωση αυτό πρωτοέγινε το 2013, με την ανάλυση μετρήσεων από προηγούμενες παρατηρήσεις. Από τότε προσπαθούσαμε να κατανοήσουμε και να επιβεβαιώσουμε το περιεχόμενό τους. Το δικό μας δηλαδή ''Εύρηκα'' διήρκεσε μερικά χρόνια.
—Ποια είναι τα επόμενα σχέδιά σας;
Κατ'αρχήν πρέπει να επιβεβαιωθεί η ανακάλυψη και από άλλες ομάδες με άλλα τηλεσκόπια. Ει δυνατόν, και με άλλες μεθόδους. Υπολογίζουμε ότι η πιθανότητα να περνάει ο πλανήτης μπροστά από το άστρο του, με αποτέλεσμα να μειώνεται περιοδικά το φως του (μέθοδος διελεύσεων), είναι γύρω στο 2%. Αν όντως παρατηρηθεί κάτι τέτοιο, όχι μόνο θα επιβεβαιώσει την ανακάλυψή μας, αλλά θα μπορέσουμε να υπολογίσουμε και την πυκνότητα του πλανήτη, πράγμα που προς το παρόν δεν γνωρίζουμε.
Κατά δεύτερον έχουμε καταγράψει ένα σήμα με μεγαλύτερη περίοδο που δεν κατορθώσαμε να επιβεβαιώσουμε γιατί το πρόγραμμά μας δεν είχε αρκετά μεγάλη διάρκεια. Οπότε ίσως o Proxima να έχει και δεύτερο πλανήτη. Θέλουμε λοιπόν να ξαναεπισκεφτούμε το σύστημα με τα τηλεσκόπιά μας για να το τσεκάρουμε...
Προσομοίωση πτήσης μέσα απ' το σύστημα του Εγγύτατου του Κεντραύρου, όπου συναντούμε και τον νεοανακαλυφθέντα πλανήτη Proxima b.
σχόλια