Αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν γιγαντιαίο πλανήτη γύρω από ένα μικροσκοπικό άστρο που, όπως λένε, σύμφωνα με τις σύγχρονες θεωρίες, «δεν θα έπρεπε να υπάρχει».
Ο εν λόγω πλανήτης που μοιάζει με τον Δία, είναι ασυνήθιστα μεγάλος σε σύγκριση με το άστρο που τον φιλοξενεί στην τροχιά του και αντικρούει μια ευρέως διαδεδομένη ιδέα για τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζονται οι πλανήτες. Το άστρο, το οποίο βρίσκεται 284 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά, είναι ένας κόκκινος νάνος τύπου M - ο πιο συνηθισμένος τύπος στον γαλαξία μας.
Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων έχει καταγράψει τα ευρήματά της στο επιστημονικό περιοδικό Science. «Είναι συναρπαστικό γιατί έχουμε αναρωτηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα αν γιγαντιαίοι πλανήτες όπως ο Δίας και ο Κρόνος μπορούν να σχηματιστούν γύρω από τέτοια μικρά άστρα», δήλωσε ο καθηγητής Peter Wheatley, από το Πανεπιστήμιο του Warwick στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος δεν συμμετείχε στην τελευταία μελέτη.
«Πιστεύω ότι η γενική εντύπωση ήταν ότι αυτοί οι πλανήτες απλώς δεν υπήρχαν, αλλά δεν μπορούσαμε να είμαστε σίγουροι γιατί τα μικρά αστέρια είναι πολύ αχνά, γεγονός που τα καθιστά δύσκολο να μελετηθούν, αν και είναι πολύ πιο κοινά από αστέρια όπως ο Ήλιος , δήλωσε στο BBC News.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τα τηλεσκόπια στην Ισπανία και τις ΗΠΑ για να παρακολουθήσουν τις βαρυτικές επιταχύνσεις του άστρου που θα μπορούσαν να προκληθούν από πλανήτες που βρίσκονται στην τροχιά του. Ο κόκκινος νάνος έχει μεγαλύτερη μάζα από τον πλανήτη που περιστρέφεται γύρω του - που ονομάζεται GJ 3512b. Αλλά η διαφορά στο μέγεθος τους είναι πολύ μικρότερη από ό, τι συμβαίνει για παράδειγμα μεταξύ του Ήλιου και του Δία. Ο μακρινός αστέρας έχει μια μάζα που είναι το πολύ 270 φορές μεγαλύτερη από τον πλανήτη. Για τη σύγκριση, ο Ήλιος είναι περίπου 1.050 φορές πιο ογκώδης από τον Δία.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές για να ενημερώσουν τις θεωρίες τους για το πώς σχηματίζονται οι πλανήτες από νέφη ή «δίσκους» αερίων και σκόνης που περιστρέφονται γύρω από νεαρά αστέρια. Αυτές οι προσομοιώσεις προβλέπουν ότι πολλοί μικροί πλανήτες πρέπει να συγκεντρωθούν γύρω από μικροσκοπικούς αστέρες νάνους τύπου Μ. «Γύρω από αυτούς του αστέρες θα πρέπει να υπάρχουν μόνο πλανήτες στο μέγεθος της Γης ή κάπως πιο ογκώδεις Υπερ-γαίες», δήλωσε ένας από τους συγγραφείς, ο Christoph Mordasini, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης της Ελβετίας.
Ένα πραγματικό παράδειγμα ενός πλανητικού συστήματος που συμμορφώνεται με τη θεωρία είναι αυτό που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το άστρο γνωστό ως Trappist-1. Αυτό το άστρο, το οποίο βρίσκεται 369 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα (39 έτη φωτός) μακριά από τον Ήλιο, φιλοξενεί ένα σύστημα επτά πλανητών, των οποίων οι μάζες είναι σχεδόν ίσες – ή ελαφρώς μικρότερες – από εκείνη της Γης.
«Ο GJ 3512b, όμως, είναι ένας γιγαντιαίος πλανήτης με μάζα περίπου στο μισό εκείνης του Δία και συνεπώς τουλάχιστον μιας τάξης μεγέθους πιο μεγάλης από τους πλανήτες που προβλέπουν τα θεωρητικά μοντέλα για ένα τόσο μικρό άστρο», δηλώνει ο καθηγητής Mordasini.
Η ανακάλυψη αυτή αμφισβητεί την ευρέως διαδεδομένη ιδέα σχηματισμού ενός πλανήτη.
«Συνήθως σκεφτόμαστε τους γιγαντιαίους πλανήτες να ξεκινούν τη ζωή ως ένας παγωμένος πυρήνας, που περιστρέφεται μακριά μέσα σε ένα δίσκο αερίων που περιβάλλει το νεαρό άστρο και στη συνέχεια αναπτύσσονται γρήγορα προσελκύοντας αέριο στον εαυτό του» εξηγεί ο καθηγητής Wheatley. «Αλλά οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι οι δίσκοι γύρω από τα μικρά αστέρια δεν παρέχουν αρκετό υλικό ώστε να πραγματοποιηθεί κάτι τέτοιο. Αντίθετα, θεωρούν ότι είναι πιθανότερο ο πλανήτης να σχηματίστηκε ξαφνικά όταν μέρος του δίσκου κατέρρευσε εξαιτίας της δικής του βαρύτητας».
Οι συντάκτες της επιστημονικής εργασίας υποστηρίζουν ότι μια τέτοια κατάρρευση μπορεί να συμβεί όταν ο δίσκος αερίου και σκόνης έχει περισσότερο από το ένα δέκατο της μάζας του γονικού αστέρα. Υπό αυτές τις συνθήκες, η βαρυτική επίδραση του αστέρα καθίσταται ανεπαρκής για να διατηρηθεί ο δίσκος σταθερός. Το υλικό από το δίσκο απορροφάται προς τα μέσα για να σχηματίσει ένα βαρυτικά δεσμευμένο σμήνος, το οποίο αναπτύσσεται με την πάροδο του χρόνου σε έναν πλανήτη. Η ιδέα προβλέπει ότι αυτή η κατάρρευση συμβαίνει σε μεγάλη απόσταση από τον αστέρα, ενώ οι πλανήτες μπορούν να εμφανιστούν με την αύξηση του πυρήνα πολύ πιο κοντά.
Ο καθηγητής Wheatley συμμετείχε σε μια μελέτη το 2017 που περιγράφει έναν αέριο γίγαντα, τον NGTS-1b, ο οποίος βρέθηκε με τα Βρετανικά τηλεσκόπια στη Χιλή. Ο NGTS-1b είναι επίσης πολύ μεγάλος σε σύγκριση με το μέγεθος του γονικού αστέρα του – έναν ακόμα κόκκινο νάνο τύπου M που απέχει 600 έτη φωτός. «Το γονικό άστρο, NGTS-1, είναι μικρό, αλλά όχι τόσο μικρό όσο αυτό το νέο παράδειγμα (GJ 3512.) Το NGTS-1 αντιπροσωπεύει το μικρότερο άστρο που μπορεί να σχηματίσει κοντινούς πλανήτες μέσω συσσώρευσης στον πυρήνα, και τα μικρότερα αστέρια σχηματίζουν μόνο γιγάντιους πλανήτες πιο μακριά από το μοντέλο της βαρυτικής κατάρρευσης», δήλωσε ο καθηγητής Wheatley.
«Αυτά τα είδη προβλέψεων είναι ανεκτίμητα για την κατεύθυνση μελλοντικών αναζητήσεων, καθώς μας επιτρέπουν να δοκιμάσουμε αυτά τα μοντέλα». Πράγματι, οι συντάκτες της μελέτης στο περιοδικό Science υποδηλώνουν ότι το GJ 3512b πρέπει να έχει μεταναστεύσει από μεγάλη απόσταση στην τρέχουσα θέση του.
Με την ελλειψοειδούς σχήματος τροχιά, διάρκειας 204 ημερών, γύρω από το άστρο, ο GJ 3512b ξοδεύει το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου του πιο κοντά στο γονικό κόκκινο νάνο του, από την απόσταση του Ερμή από τον Ήλιο. Η εκκεντρική τροχιά του αέριου γίγαντα υποδεικνύει την παρουσία άλλων γιγαντιαίων πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά πιο μακριά που θα μπορούσαν να έχουν διαστρεβλώσει την τροχιά του.
Ο επίσης συγγραφέας της έρευνας Hubert Klahr από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Max Planck στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας δήλωσε: «Μέχρι τώρα, οι μόνοι πλανήτες των οποίων ο σχηματισμός ήταν συμβατός με αστάθειες του δίσκου ήταν μια χούφτα νεαρών, θερμών και ογκωδέστατων πλανητών μακριά από τους αστέρες τους .
«Με τον GJ 3512b, έχουμε τώρα ένα εξαιρετικό υποψήφιο για έναν πλανήτη που θα μπορούσε να έχει βγει από την αστάθεια ενός δίσκου γύρω από ένα αστέρι με πολύ μκρή μάζα. Αυτό το εύρημα μας προτρέπει να αναθεωρήσουμε τα μοντέλα μας».
Με πληροφορίες από το BBC
σχόλια