Τρίτη 12 Μαρτίου 2019

Γαλαξίας: Περιπλανώμενοι, μοναχικοί πλανήτες

Πενήντα δισεκατομμύρια πλανήτες στον Γαλαξία μας είναι πιθανό να...κυκλοφορούν ελεύθεροι, αναφέρει μια νέα μελέτη.


Σύνθετη εικόνα του Mεσιέ 42 του περίφημου Νεφελώματος του Ωρίωνα, με εικόνες οι οποίες λήφθηκαν με τη φωτογραφική μηχανή ευρέως πεδίου WFI (Wide Field Imager) εγκατεστημένη στο τηλεσκόπιο τύπου Cassegrain των 2 μέτρων ESO / MPG 2,2m, την 10η και 11η Δεκεμβρίου του 2001. Εικόνα: ESO

Τουλάχιστον 50 δισεκατομμύρια πλανήτες στον Γαλαξία μας είναι πιθανό να κυκλοφορούν ελεύθεροι - αποδεσμευμένοι από οποιοδήποτε αστρικό σύστημα - αναφέρουν αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο του Leiden στην Ολλανδία.


Τα συμπεράσματά τους βασίζονται σε νέες προσομοιώσεις περίπου 1500 αστέρων στο αστρικό ανοικτό σμήνος "Τραπέζιο" το οποίο βρίσκεται μέσα στο Νεφέλωμα του Ωρίωνα περίπου 1300 έτη φωτός μακριά μας στον αστερισμό του Ωρίωνα. Προσομοιώθηκαν 2522 πλανήτες οι οποίοι περιφέρονταν γύρω από 500 αστέρια μέσα στο σμήνος αυτό, και διαπίστωσαν ότι οι 357 από αυτούς θα καταλήξουν να γίνουν περιπλανώμενοι πλανήτες στα πρώτα 11 εκατομμύρια χρόνια της εξέλιξής τους.

Ακολουθούν σχετικές δηλώσεις στο Twitter από τον αρθρογράφο Bruce Dorminey:


Μεταξύ 24% και 72% όλων των αστέρων της λεγόμενης "Κύριας Ακολουθίας" έχουν δημιουργήσει περιπλανώμενους πλανήτες.


Είναι κοινότυπες οι συγκρούσεις μεταξύ πλανητών, και μεταξύ πλανητών και του μητρικού τους άστρου. 


"Από αυτούς, 281 εγκαταλείπουν το αστρικό σμήνος, ενώ άλλοι παραμένουν δεσμευμένοι ως ελεύθεροι πλανήτες μέσα στο σμήνος", μου δήλωσε ο Simon Portegies Zwart, ένας αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Leiden.


Σε ολοκληρωμένες προσομοιώσεις με ηλεκτρονικούς υπολογιστές οι οποίες περιλαμβάνουν εξελικτικά πρότυπα και δυναμική των αστεριών στο αστρικό σμήνος Τραπέζιο, ο Arjen van Elteren, επικεφαλής συγγραφέας ενός paper που εμφανίζεται στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics, και ο Portegies Zwart, ο δεύτερος συγγραφέας του paper, εκτιμούν ότι μεταξύ 24% και 72% από όλα τα αστέρια της λεγόμενης Κύριας ακολουθίας έχουν δημιουργήσει ελεύθερους, περπλανώμενους δηλαδή πλανήτες. 

Οι προσομοιώσεις της ομάδας επέτρεψαν τη δημιουργία τεσσάρων με πέντε πλανητών ανά αστέρι, με της μάζα τους να κυμαίνεται περίπου την τριπλάσια από εκείνη της Γης, και μέχρι το μέγεθος ενός καφέ νάνου αστέρα, και τα οποία περιφέρονται γύρω από 500 αστέρια σαν τον  Ήλιο μας  σε κυκλικές επίπεδες τροχιές μεταξύ 400 Αστρονομικών Μονάδων (τη μέση απόσταση Ηλίου - Γης) από το μητρικό τους άστρο.

Δεδομένου ότι με συντηρητικές εκτιμήσεις ο Γαλαξίας μας φιλοξενεί τουλάχιστον 200 δισεκατομμύρια αστέρια, ο Portegies Zwart εκτιμά ότι το ένα τέταρτο των αστεριών αυτών έχουν χάσει έναν ή περισσότερους πλανήτες.

Τα πλανητικά συστήματα επηρεάζονται αποδεδειγμένα από την εσωτερική εξέλιξη αλλά και από εξωτερικές διαταραχές, λέει ο Portegies Zwart, ο οποίος παρατηρεί ότι τα πλανητικά συστήματα που χάνουν έναν ή περισσότερους πλανήτες τείνουν να έχουν πιο κεκλιμένες τροχιές ως προς το γαλαξιακό τους επίπεδο.

Στα δικά μας διαρκή ταξίδια γύρω από τον Ήλιο, έχουμε την τάση να ξεχνάμε ότι γεννηθήκαμε σε ένα πυκνό, και χαοτικό σύμπλεγμα αστέρων (αστρικό σμήνος), και το διάβα μας μέσα στο διάστημα δεν ήταν πάντα ομαλό.


"Είναι κοινότυπες οι συγκρούσεις μεταξύ πλανητών, και μεταξύ πλανητών και του μητρικού τους άστρου", δήλωσε ο Portegies Zwart. "Αυτό συμβαίνει σε περισσότερο από το 3% των πλανητικών συστημάτων." Από τα 4000 πλανητικά συστήματα που είναι γνωστά σήμερα, αναμένει ότι περίπου 120 έχουν βιώσει κάποια παρόμοια  σύγκρουση.


Πόσο σύνηθες είναι το σμήνος Τραπέζιο ; 

Πολύ συνηθισμένο, υπάρχουν χιλιάδες τέτοιες περιοχές στον Γαλαξία, λέει ο Portegies Zwart. Νομίζω ότι γεννηθήκαμε σε ένα σμήνος με χαρακτηριστικά παρόμοια με το Τραπέζιο, ίσως ένα λίγο πιο ογκώδες, ας πούμε 2500 με 3000 αστέρια αντί για 1500.

Το αστρικό σμήνος Τραπέζιο, το οποίο ανακαλύφθηκε το 1617 από τον Γαλιλαίο, αποτελείται από περίπου 2000 αστέρια, αλλά ο ακριβής αριθμός είναι αρκετά αβέβαιος, λέει ο Portegies Zwart. Είναι ένα νεαρό ανοικτό σμήνος --- μια χαλαρή συγκέντρωση από μερικές χιλιάδες αστέρια περίπου της ίδιας ηλικίας, τα οποία γεννήθηκαν στο ίδιο μοριακό νέφος. Αυτό εδώ είναι γεμάτο από ενεργούς σχηματισμούς αστέρων στο νεφέλωμα αερίου και σκόνης που το περιβάλλει, και είναι γνωστό στους αστρονόμους ως M42, το Νεφέλωμα του Ωρίωνα (Εικόνα).

Φαίνεται οτι υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός αστεριών χαμηλής μάζας, τα οποία δεσμεύονται με ορισμένα τεράστια αστέρια, λέει ο Portegies Zwart, και πιθανότατα αυτό μοιάζει με το αρχικό αστρικό σμήνος στο οποίο σχηματίστηκε το δικό μας Ηλιακό σύστημα.

Το αστρικό σμήνος "Τραπέζιο". Εικόνα: geocities

Όμως, τέτοια σμήνη είναι ταραχώδη μέρη. Σε ένα πυκνό αστρικό σμήνος, οι πλανήτες θα αποδεσμευτούν από τα βαρυτικά τους δεσμούς, κυρίως λόγω της αλληλεπίδρασης αστέρα με αστέρα, ή μέσω εσωτερικών πλανητικών διαταραχών σε ένα δεδομένο αστρικό σύστημα.

Σε πυκνά αστρικά σμήνη, οι επαφές με άλλα αστέρια τείνουν να κάνουν τα πλανητικά συστήματα ασταθή, λέει ο Portegies Zwart. Τέτοιες αστάθειες στη συνέχεια οδηγούν στην...εκτόξευση των πλανητών, ένα είδος πυραύλων δύο σταδίων αλλά για εκτόξευση πλανητών, λέει ο Zwart

Μόλις ένα άστρο αποχωρήσει από το αστρικό σμήνος, η πιθανότητα σύλληψης ενός πλανήτη είναι εξαιρετικά αμελητέα. Τα νεαρά πλανητικά συστήματα που εξακολουθούν να είναι μέλη της ομάδας του μητρικού τους σμήνους είναι πιο ευάλωτα. Μόλις διασκορπιστεί το σμήνος (λόγω της επίδρασης του γαλαξία) οι εξωτερικές επιδράσεις υποχωρούν, και μόνο οι εσωτερικές δυναμικές διεργασίες συνεχίζουν να λειτουργούν. Αλλά χωρίς την κινητήρια δύναμη από το έξω, είναι λιγότερο πιθανό να οδηγηθούν σε σημαντικές αστάθειες.

Όσο για το δικό μας Ηλιακό σύστημα; Ο Portegies Zwart λέει : είναι ακόμη πιθανό ότι η Γη από νωρίς έχασε ένα από τα αδέλφια της λόγω των εσωτερικών διαταραχών του Ηλιακού μας συστήματος ή τη κοντινή διέλευση ενός αστέρα.

Αν ενδεχομένως έγιναν οι αλληλεπιδράσεις αυτές με ένα ή δύο πλανήτες ή αντικείμενα, έγιναν πιθανώς με αντικείμενα λιγότερο τεράστια από τον πλανήτη Ποσειδώνα, λέει ο Portegies Zwart. Σήμερα, λέει, οι μόνες ενδείξεις για ισχυρές επαφές και αλληλεπιδράσεις με άλλα άστρα, ή ομάδες άστρων, προέρχονται από τη διάσπαρτη με μικροπλανητικά αντικείμενα ζώνη του Κάιπερ, καθώς και από την παρουσία της Σέντνα, ενός  νάνου πλανήτη ο οποίος βρίσκεται στις πολύ μακρινές εξωτερικές περιοχές του Ηλιακού μας συστήματος. Η ομαλότητα των εσωτερικών τεσσάρων πλανητών μας με τις ωραίες επίπεδες τροχιές τους, λέει ο Portegies Zwart, είναι μια φυσική συνέπεια μιας πολύ μεγάλης χρονικής εξέλιξης χωρίς πολλές διαταραχές.

"Αλλά ποιος ξέρει τι συνέβη πολύ νωρίς, όταν οι πρωτοσχηματίστηκαν οι πλανήτες Δίας και Κρόνος, και οι βραχώδεις πλανήτες μόλις άρχισαν να αναδύονται", δήλωσε ο Portegies Zwart.

Υπάρχει ακόμη και μια πιθανότητα, κατά την οποία πέρα από τα χρονοδιαγράμματα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, ο μικροσκοπικός πλανήτης Ερμής μια μέρα μπορεί να παρασυρθεί, να πέσει δηλαδή στον Ήλιο. Οι τροχιές των πλανητών στο Ηλιακό μας σύστημα είναι χαοτικές, λέει ο Portegies Zwart. Δηλώνει ακόμα ότι σαν συνέπεια μακροχρόνιων αλληλεπιδράσεων αντήχησης με τους πλανήτες Αφροδίτη και Δία, ο πλανήτης Ερμής αντιμετωπίζει μια πιθανότητα περίπου 5% να ξεκινήσει ενα ταξίδι χωρίς επιστροφή στον Ήλιο. Αυτό σημαίνει ότι σε μακρά χρονοδιαγράμματα, οι χαοτικές τροχιές των πλανητών μας μπορούν να δημιουργήσουν αστάθειες που θα μπορούσαν ενδεχομένως στην περίπτωση του πλανήτη Ερμή να τον ωθήσουν βαρυτικά στον Ήλιο.

Σε αυτή τη περίπτωση, δηλώνει ο Portegies Zwart η απώλεια του πλανήτη Ερμή θα είχε μηδενική επίδραση στη ίδια τη Γη. Αλλά το γεγονός ότι υπάρχει μια μη-μηδενική πιθανότητα ενός τέτοιου γεγονότος ενισχύει μόνο το πόσο ευνοημένη είναι η τροχιά του δικού μας "τρίτου βράχου από τον Ήλιο".

Το νεφέλωμα του Ωρίωνα και το νεφέλωμα δρομέας (στα αριστερά της εικόνας) φωτογραφημένα από τον Θανάση Γκιόυσο μέλος της ομάδας ΑΡΑΤΟΣ -Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

Καταθέτουμε τη σχετική μελέτη η οποία ερευνήθηκε και μας εστάλη στο Facebook από τον κύριο Πάνο Βέμμο τον οποίο και ευχαριστούμε. Προστέθηκε στο άρθρο στις 13 Μαρτίου 2019, 12:02 πμ
https://arxiv.org/pdf/1902.04652.pdf

……………….*………………..

Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:



Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε ή κόκκινα γράμματα)

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
 Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com  η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:

 Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

 Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου. 


Για την ομάδα : @Aratosastronomy