Ο Δρ Σάββας Κωνσταντίνου ανήκει στην ομάδα που μελέτησε -μέσω του James Webb- τον πλανήτη K2-18b, δημοσιεύοντας μια πολύ ενδιαφέρουσα μελέτη, η οποία δείχνει ότι ο συγκεκριμένος πλανήτης ενδέχεται να παρουσιάζει μεγάλο αστροβιολογικό ενδιαφέρον. Διαβάστε παρακάτω την πολύ ενδιαφέρουσα συνέντευξη που μας παραχώρησε.
(ESA/Hubble, M. Kornmesser)
Δρ. Κωνσταντίνου, τι είδους πλανήτης είναι ο πλανήτης K2-18b και γιατί παρουσιάζει επιστημονικό ενδιαφέρον;
Ο πλανήτης K2-18b είναι υπό-Ποσειδώνας. Αυτοί είναι πλανήτες που είναι μικρότεροι από τον Ποσειδώνα και μεγαλύτεροι από τη Γη και δεν υπάρχουν στο ηλιακό μας σύστημα. Παρόλα αυτά, είναι ο πιο κοινός τύπος πλανήτη που έχουμε εντοπίσει στον Γαλαξία μας. Ως αποτέλεσμα, δεν γνωρίζουμε πολλά για τα χαρακτηριστικά τους. Οι μάζες και οι ακτίνες τους μπορούν να εξηγηθούν με πολλούς τρόπους: μπορεί να είναι σαν τη Γη αλλά μεγαλύτεροι (υπερ-Γη), μικρότεροι Ποσειδώνες με ατμόσφαιρα υδρογόνου και μανδύα από πάγο (μίνι-Ποσειδώνες) ή κάτι πιο εξωτικό. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι Υκεανοί με εξαιρετικά βαθείς ωκεανούς, κατοικήσιμες επιφάνειες και μεγάλη ατμόσφαιρα υδρογόνου. Αυτοί οι πλανήτες παρουσιάζουν επιστημονικό ενδιαφέρον επειδή δεν γνωρίζουμε τι είναι, και σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως οι Υκεανοί πλανήτες, μπορεί να είναι ακόμη και κατοικήσιμοι.
Έχει ήδη γίνει πολλή θεωρητική έρευνα για το τι είναι αυτοί οι πλανήτες. Η ερευνητική μου ομάδα και εγώ προτείναμε τους Υκεανούς πλανήτες ως νέα κατηγορία πλανήτη πριν από δύο χρόνια.
Ποιες ουσίες ανακαλύφθηκαν και τι σηματοδοτεί η ύπαρξή τους στην ατμόσφαιρα του πλανήτη;
Έχουμε ανιχνεύσει με σιγουριά μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Βρίσκουμε επίσης κάποια στοιχεία για την ύπαρξη διμεθυλοσουλφιδίου, αλλά πρέπει να το επιβεβαιώσουμε με προσεχείς μετρήσεις. Με βάση τους θεωρητικούς υπολογισμούς, το μεθάνιο αναμενόταν να υπάρχει σε όλες τις σχετικά ψυχρές ατμόσφαιρες που κυρίως αποτελούνται από υδρογόνο, αλλά μέχρι τώρα δεν είχε ανιχνευθεί ποτέ. Αυτό ονομαζόταν το “πρόβλημα του χαμένου μεθανίου”, το οποίο λύσαμε με τη νέα μας ανίχνευση. Το διοξείδιο του άνθρακα αναμένεται να υπάρχει μόνο εάν ο πλανήτης έχει επιφάνεια. Oι μετρήσεις μας για τις ποσότητες μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα, καθώς και η απουσία αμμωνίας στην ατμόσφαιρα δείχνουν ότι ο πλανήτης έχει επιφάνεια, δηλαδή δεν έχει βαθιά ατμόσφαιρα σαν τον Ποσειδώνα. Αυτό σημαίνει ότι ο K2-18b είναι πιθανότατα Υκεανός πλανήτης.
Το διμεθυλοσουλφίδιο, το οποίο πρέπει ακόμη να επιβεβαιώσουμε, σχετίζεται με ωκεάνια ζωή εδώ στη Γη. Δεν γνωρίζουμε άλλο τρόπο με τον οποίο μπορεί να δημιουργηθεί σε σημαντικές ποσότητες σε πλανήτες όπως τον K2-18b. Υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά να γίνει. Πρέπει ακόμα να επιβεβαιώσουμε ότι βρίσκεται στην ατμόσφαιρα του K2-18b με τις επερχόμενες μετρήσεις με το τηλεσκόπιο James Webb Space Telescope (JWST). Επίσης πρέπει να επιβεβαιώσουμε ότι το διμεθυλοσουλφίδιο δεν μπορεί να δημιουργηθεί με κανέναν άλλο τρόπο, και άρα πράγματι υποδηλώνει ότι υπάρχει ζωή.
Πόσο πιθανή θεωρείτε την ύπαρξη ζωής στον συγκεκριμένο πλανήτη;
Θα έλεγα ότι δεν είναι εντελώς αδύνατο, αλλά πρέπει ακόμα να μάθουμε πολλά περισσότερα τόσο για τον K2-18b όσο και για το πώς μπορεί να επιβιώσει η ζωή υπό αυτές τις συνθήκες. Λόγω αυτών των άγνωστων παραγόντων, δεν μπορούμε προς το παρόν να υπολογίσουμε την πιθανότητα να υπάρχει ζωή στον K2-18b. Πρέπει να επισημάνω επίσης ότι αν υπάρχει ζωή στο K2-18b, είναι αναμενόμενο ότι πιθανότατα θα είναι μικροβιακή.
Δεδομένου ότι στο παρελθόν έχουν γίνει λανθασμένες εκτιμήσεις αναφορικά με την εύρεση ουσιών (βλ. ανακάλυψη φωσφίνης στην Αφροδίτη), κατά πόσο είμαστε βέβαιοι για την ανίχνευση των παραπάνω ουσιών; Δηλαδή, τι ποσοστό βεβαιότητας έχουμε;
Είμαστε πολύ σίγουροι για την ανίχνευση μεθανίου και αρκετά σίγουροι για την ανίχνευση διοξειδίου του άνθρακα. Αυτή τη βεβαιότητα υπολογίζουμε χρησιμοποιώντας στατιστικές τεχνικές οι οποίες εξετάζουν πόσο καλά μπορούμε να εξηγήσουμε τις μετρήσεις με και χωρίς την κάθε ουσία. Αυτές οι τεχνικές που χρησιμοποιούμε,ονομάζονται «ατμοσφαιρικές εξευρέσεις» και έχουν χρησιμοποιηθεί την τελευταία δεκαετία για την ανίχνευση νερού, νατρίου, καλίου και άλλων ουσιών σε πολλούς μεγαλύτερους πλανήτες. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, διαπιστώνουμε ότι η ανίχνευση του διμεθυλοσουλφιδίου δεν είναι τόσο βέβαιη όσο το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα.
Ως εκ τούτου, αναμένουμε ότι οι επερχόμενες μετρήσεις με το JWST θα επιβεβαιώσουν ότι το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα βρίσκονται στην ατμόσφαιρα του K2-18b. Είναι επίσης πιθανό οι μελλοντικές μετρήσεις να μην ανιχνεύσουν το διμεθυλοσουλφίδιο, καθώς ο υπολογισμός μας λέει ότι η ανίχνευση δεν είναι τόσο βέβαιη.
Ποια είναι τα επόμενα βήματα που πρέπει να ακολουθηθούν ώστε να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη των ουσιών αυτών;
Χρειαζόμαστε περισσότερες μετρήσεις με το JWST και περισσότερη θεωρητική έρευνα. Η ομάδα μας έχει ακόμη μια μέτρηση προγραμματισμένη για το 2024 και μια άλλη ομάδα στις ΗΠΑ έχει 6 ακόμη μετρήσεις που θα έρθουν επίσης τον επόμενο χρόνο. Με τόσες πολλές μετρήσεις, θα είμαστε ακόμη πιο σίγουροι για το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα και θα είμαστε σε θέση να επιβεβαιώσουμε εάν υπάρχει διμεθυλοσουλφίδιο στον K2-18b. Στον θεωρητικό τομέα, ήδη διεξάγονται έρευνες εάν το διμεθυλοσουλφίδιο μπορεί να δημιουργηθεί σε πλανήτες όπως ο K2-18b με άλλους, επί του παρόντος άγνωστους τρόπους, εκτός από ζωή.
Τι θα μπορούσαμε να κάνουμε ώστε να επιβεβαιώσουμε την ύπαρξη ζωής στον πλανήτη, εφόσον αυτή υπάρχει;
Για αρχή, πρέπει να επιβεβαιώσουμε oτι πράγματι υπάρχει διμεθυλοσουλφίδιο στην ατμόσφαιρα του K2-18b. Όπως είπα, θα μπορέσουμε να το κάνουμε αυτό με τις προσεχείς μετρήσεις. Πέρα από αυτό, ένας καλός τρόπος για να καταλάβουμε αν όντως υπάρχει ζωή σε αυτόν τον πλανήτη είναι να ανιχνεύσουμε άλλες ουσίες οι οποίες συσχετίζονται με την ύπαρξη ζωής. Οι επερχόμενες μετρήσεις θα είναι πολύ χρήσιμες και από αυτή την άποψη. Ταυτόχρονα, χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να προσδιοριστούν ποιες άλλες ουσίες είναι αποκλειστικά δείκτες ζωής.
Ποια θα είναι τα επόμενα βήματα της ερευνητικής σας ομάδας;
Όπως ανέφερα παραπάνω, η ομάδα μας έχει μια ακόμη μέτρηση με το JWST που θα έρθει τον επόμενο χρόνο, η οποία θα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στο διμεθυλοσουλφίδιο. Μέχρι τότε, θα συνεχίσουμε να διερευνούμε τι περαιτέρω πληροφορίες μπορούμε να συμπεράνουμε από τις υπάρχουσες μετρήσεις μας. Όταν η άλλη ομάδα στις ΗΠΑ δημοσιεύσει επίσης τις μετρήσεις της, θα ελέγξουμε επίσης τι μας λένε όλες οι μετρήσεις μας μαζί για τον πλανήτη K2-18b.
Η δουλειά μου προσωπικά είναι η βελτίωση των εργαλείων για την ανάλυση των μετρήσεων, ώστε να μπορούμε να πάρουμε περισσότερες πληροφορίες από αυτές. Ως εκ τούτου, θα προετοιμάζομαι για τις επερχόμενες μετρήσεις μας, οι οποίες είναι σε μεγαλύτερα μήκη κύματος φωτός.
Πιο πέρα στο μέλλον, η ομάδα μας έχει επίσης ήδη προγραμματισμένες πολλές περισσότερες μετρήσεις με το JWST για άλλους πλανήτες. Αυτοί οι πλανήτες είναι παρόμοιοι με τον K2-18b και μπορεί επίσης να είναι Υκεανοί. Η παρούσα έρευνά μας είναι μόνο η αρχή, και τα επόμενα χρόνια θα είναι πολύ συναρπαστικά καθώς μαθαίνουμε περισσότερα για τον K2-18b και παρόμοιους πλανήτες!
Για περισσότερα σχετικά με τον πλανήτη, δείτε το σχετικό Έκτακτο Live.
Ο Δρ Σάββας Κωνσταντίνου είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής (postdoc) στο Institute of Astronomy, University of Cambridge. Ερευνά τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών (πλανητών εκτός του ηλιακού μας συστήματος ). Η εξειδίκευσή του είναι μεταξύ θεωρίας και παρατηρήσεων. Aναπτύσσει εργαλεία για την ανάλυση ατμοσφαιρικών μετρήσεων που ονομάζονται «ατμοσφαιρικές εξευρέσεις». Με αυτά τα εργαλεία, μπορούμε να ανιχνεύσουμε και να μετρήσουμε ουσίες στις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών, καθώς και να μετρήσουμε τα σύννεφα και τις θερμοκρασίες τους.
Γεννήθηκε και μεγάλωσε στη Λευκωσία στην Κύπρο. Πήγε στο English School, που είναι αγγλόφωνο γυμνάσιο και λύκειο. Αφού ολοκλήρωσε τη διετή στρατιωτική του θητεία, έκανε το προπτυχιακό (BA Natural Sciences) και το μεταπτυχιακό του (MSci και MA Natural Sciences) στη Φυσική στο Trinity College του University of Cambridge. Στη συνέχεια, έκανε διδακτορικό (PhD in Astronomy) στο Institute of Astronomy, University of Cambridge ερευνώντας ατμοσφαιρικές εξευρέσεις με το JWST, το οποίο ολοκλήρωσε τον Αύγουστο του 2023.
