Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες..."κοσκινίζοντας" το Ηλιακό μας σύστημα;
Όπως ακριβώς η σκόνη συγκεντρώνεται στις γωνίες και στα ράφια στα σπίτια μας, έτσι και μια ανάλογη όμως σκόνη, συσσωρεύεται και στο διάστημα. Αλλά όταν η σκόνη αυτή "κάτσει" στο Ηλιακό μας σύστημα, παίρνει συχνά την μορφή δακτυλίων. Αρκετοί δακτύλιοι σκόνης κυκλώνουν τον Ήλιο. Οι δακτύλιοι αυτοί ακολουθούν τις τροχιές των πλανητών, των οποίων η βαρύτητα τραβάει τη σκόνη, τοποθετώντας την σε μια θέση γύρω από τον Ήλιο, καθώς κινείται προς το κέντρο του Ηλιακού μας συστήματος.
Η σκόνη αυτή αποτελείται από θρυμματισμένα αντικείμενα από τη δημιουργία του Ηλιακού μας συστήματος, πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια - τα υπολείμματα από συγκρούσεις αστεροειδών ή κομητών. Η σκόνη διασκορπίζεται σε ολόκληρο το Ηλιακό σύστημα, αλλά συγκεντρώνεται σε κόκκους σχηματίζοντας δακτυλίους πάνω από τις τροχιές της Γης και του πλανήτη Αφροδίτη, δακτύλιους οι οποίοι μπορούν να παρατηρηθούν με τηλεσκόπια από τη Γη. Μελετώντας αυτή τη σκόνη - από τι προέρχεται, από πού προέρχεται και πώς μετακινείται διαμέσου του διαστήματος - οι επιστήμονες αναζητούν ενδείξεις για την κατανόηση της γέννησης των πλανητών και της σύνθεσης όλων όσων βλέπουμε στο Ηλιακό μας σύστημα.
Δύο πρόσφατες μελέτες αναφέρουν νέες ανακαλύψεις δακτυλίων σκόνης στο εσωτερικό Ηλιακό μας σύστημα. Μια μελέτη χρησιμοποιεί δεδομένα της NASA για να περιγράψει στοιχεία για ένα δακτύλιο σκόνης γύρω από τον Ήλιο στην τροχιά του πλανήτη Ερμή. Μια δεύτερη μελέτη από τη NASA εντοπίζει την πιθανή πηγή του δακτυλίου σκόνης στην τροχιά του πλανήτη Αφροδίτη: μια ομάδα αστεροειδών οι οποίοι δεν είχαν προηγουμένως ανιχνευθεί, και οι οποίοι περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο μαζί με τον πλανήτη.
"Δεν ανακαλύπτετε κάθε ημέρα κάτι νέο στο εσωτερικό Ηλιακό σύστημα", δήλωσε ο Marc Kuchner, συγγραφέας της μελέτης Venus και αστροφυσικός στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA στο Γκρήνμπελτ του Μέριλαντ. "Αυτό είναι κάτι που συμβαίνει στη (κοσμική) γειτονιά μας."
Σε αυτή την καλλιτεχνική απεικόνιση, βλέπουμε αρκετούς δακτύλιοι σκόνης να κυκλώνουν τον Ήλιο. Οι δακτύλιοι αυτοί σχηματίζονται όταν συνολικά η βαρύτητα των πλανητών έλκουν κόκκους σκόνης αναγκάζοντάς τους να κινηθούν σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Πρόσφατα, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ένα δακτύλιο σκόνης στην τροχιά του πλανήτη Ερμή. Άλλοι υποθέτουν ότι η πηγή του δακτυλίου της σκόνης στον πλανήτη Αφροδίτη είναι μια ομάδα αστεροειδών που δεν έχουν εντοπιστεί ποτέ, και οι οποίοι περιφέρονται μαζί με τον πλανήτη γύρω από τον Ήλιο
Εικόνα: NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith
Ένα δαχτυλίδι γύρω από τον Ήλιο
Ο Guillermo Stenborg και ο Russell Howard, και οι δύο επιστήμονες οι οποίοι ασχολούνται με τον Ήλιο, στο Ναυτικό Εργαστήριο Ερευνών (Naval Research Laboratory) στην Ουάσινγκτον, DC., δεν είχαν πρόθεση να ανακαλύψουν κάποιο δακτύλιο σκόνης. "Τον ανακαλύψαμε τυχαία", δήλωσε γελώντας ο Stenborg. Οι επιστήμονες συνόψισαν τα συμπεράσματά τους σε ένα paper το οποίο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal στις 21 Νοεμβρίου 2018.
Περιγράφουν στοιχεία για μια λεπτή ομίχλη κοσμικής σκόνης πάνω από την τροχιά του πλανήτη Ερμή, η οποία σχηματίζει ένα δακτύλιο πλάτους περίπου 9,3 εκατομμυρίων μιλίων. Ο πλανήτης Ερμής - ο οποίος έχει πλάτος 3.030 μίλια, καλύπτοντας έκταση ίση με τις ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες - περνάει μέσα από αυτό το απέραντο ίχνος σκόνης καθώς περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο.
Κατά ειρωνικό τρόπο, οι δύο επιστήμονες "σκόνταψαν" πάνω σε αυτό το δακτύλιο σκόνης, αναζητώντας ενδείξεις μιας περιοχής χωρίς σκόνη κοντά στον Ήλιο. Σε κάποια απόσταση από τον Ήλιο, σύμφωνα με μια πρόβλεψη δεκαετιών, η έντονη θερμότητα του αστεριού θα πρέπει να εξατμίζει τη σκόνη, καθαρίζοντας μια ολόκληρη έκταση στο διάστημα. Γνωρίζοντας πού είναι αυτό το όριο, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν τη σύνθεση της ίδιας της σκόνης, πράγμα το οποίο μπορεί να υποδείξει πώς σχηματίστηκαν οι πλανήτες στο πρώιμο Ηλιακό μας σύστημα.
Μέχρι στιγμής, δεν έχει ανακαλυφθεί κανένα στοιχείο το οποίο να εμφανίζει κάποια περιοχή στο διάστημα χωρίς σκόνη, αλλά αυτό συμβαίνει εν μέρει επειδή θα ήταν δύσκολο να εντοπιστεί από τη Γη. Ανεξάρτητα από το πώς οι επιστήμονες παρατηρούν το διάστημα από τη Γη, όλη η σκόνη που υπάρχει ανάμεσα σε εμάς και τον Ήλιο δεν έχει ακόμα προσδιοριστεί, παραπλανώντας τους στο να σκεφτούν ότι ίσως το διάστημα κοντά στον Ήλιο είναι πιο...σκονισμένο από ότι πραγματικά είναι.
Οι Stenborg and Howard υπολόγισαν ότι θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα δημιουργώντας ένα μοντέλο βασισμένο σε εικόνες του διαπλανητικού χώρου από τον δορυφόρο STEREO (Solar and Terrestrial Relations Observatory) της NASA
Όπως ακριβώς η σκόνη συγκεντρώνεται στις γωνίες και στα ράφια στα σπίτια μας, έτσι και μια ανάλογη όμως σκόνη, συσσωρεύεται και στο διάστημα. Αλλά όταν η σκόνη αυτή "κάτσει" στο Ηλιακό μας σύστημα, παίρνει συχνά την μορφή δακτυλίων. Αρκετοί δακτύλιοι σκόνης κυκλώνουν τον Ήλιο. Οι δακτύλιοι αυτοί ακολουθούν τις τροχιές των πλανητών, των οποίων η βαρύτητα τραβάει τη σκόνη, τοποθετώντας την σε μια θέση γύρω από τον Ήλιο, καθώς κινείται προς το κέντρο του Ηλιακού μας συστήματος.
Η σκόνη αυτή αποτελείται από θρυμματισμένα αντικείμενα από τη δημιουργία του Ηλιακού μας συστήματος, πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια - τα υπολείμματα από συγκρούσεις αστεροειδών ή κομητών. Η σκόνη διασκορπίζεται σε ολόκληρο το Ηλιακό σύστημα, αλλά συγκεντρώνεται σε κόκκους σχηματίζοντας δακτυλίους πάνω από τις τροχιές της Γης και του πλανήτη Αφροδίτη, δακτύλιους οι οποίοι μπορούν να παρατηρηθούν με τηλεσκόπια από τη Γη. Μελετώντας αυτή τη σκόνη - από τι προέρχεται, από πού προέρχεται και πώς μετακινείται διαμέσου του διαστήματος - οι επιστήμονες αναζητούν ενδείξεις για την κατανόηση της γέννησης των πλανητών και της σύνθεσης όλων όσων βλέπουμε στο Ηλιακό μας σύστημα.
Δύο πρόσφατες μελέτες αναφέρουν νέες ανακαλύψεις δακτυλίων σκόνης στο εσωτερικό Ηλιακό μας σύστημα. Μια μελέτη χρησιμοποιεί δεδομένα της NASA για να περιγράψει στοιχεία για ένα δακτύλιο σκόνης γύρω από τον Ήλιο στην τροχιά του πλανήτη Ερμή. Μια δεύτερη μελέτη από τη NASA εντοπίζει την πιθανή πηγή του δακτυλίου σκόνης στην τροχιά του πλανήτη Αφροδίτη: μια ομάδα αστεροειδών οι οποίοι δεν είχαν προηγουμένως ανιχνευθεί, και οι οποίοι περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο μαζί με τον πλανήτη.
"Δεν ανακαλύπτετε κάθε ημέρα κάτι νέο στο εσωτερικό Ηλιακό σύστημα", δήλωσε ο Marc Kuchner, συγγραφέας της μελέτης Venus και αστροφυσικός στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA στο Γκρήνμπελτ του Μέριλαντ. "Αυτό είναι κάτι που συμβαίνει στη (κοσμική) γειτονιά μας."
Εικόνα: NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith
Ένα δαχτυλίδι γύρω από τον Ήλιο
Ο Guillermo Stenborg και ο Russell Howard, και οι δύο επιστήμονες οι οποίοι ασχολούνται με τον Ήλιο, στο Ναυτικό Εργαστήριο Ερευνών (Naval Research Laboratory) στην Ουάσινγκτον, DC., δεν είχαν πρόθεση να ανακαλύψουν κάποιο δακτύλιο σκόνης. "Τον ανακαλύψαμε τυχαία", δήλωσε γελώντας ο Stenborg. Οι επιστήμονες συνόψισαν τα συμπεράσματά τους σε ένα paper το οποίο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal στις 21 Νοεμβρίου 2018.
Περιγράφουν στοιχεία για μια λεπτή ομίχλη κοσμικής σκόνης πάνω από την τροχιά του πλανήτη Ερμή, η οποία σχηματίζει ένα δακτύλιο πλάτους περίπου 9,3 εκατομμυρίων μιλίων. Ο πλανήτης Ερμής - ο οποίος έχει πλάτος 3.030 μίλια, καλύπτοντας έκταση ίση με τις ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες - περνάει μέσα από αυτό το απέραντο ίχνος σκόνης καθώς περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο.
Κατά ειρωνικό τρόπο, οι δύο επιστήμονες "σκόνταψαν" πάνω σε αυτό το δακτύλιο σκόνης, αναζητώντας ενδείξεις μιας περιοχής χωρίς σκόνη κοντά στον Ήλιο. Σε κάποια απόσταση από τον Ήλιο, σύμφωνα με μια πρόβλεψη δεκαετιών, η έντονη θερμότητα του αστεριού θα πρέπει να εξατμίζει τη σκόνη, καθαρίζοντας μια ολόκληρη έκταση στο διάστημα. Γνωρίζοντας πού είναι αυτό το όριο, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν τη σύνθεση της ίδιας της σκόνης, πράγμα το οποίο μπορεί να υποδείξει πώς σχηματίστηκαν οι πλανήτες στο πρώιμο Ηλιακό μας σύστημα.
Μέχρι στιγμής, δεν έχει ανακαλυφθεί κανένα στοιχείο το οποίο να εμφανίζει κάποια περιοχή στο διάστημα χωρίς σκόνη, αλλά αυτό συμβαίνει εν μέρει επειδή θα ήταν δύσκολο να εντοπιστεί από τη Γη. Ανεξάρτητα από το πώς οι επιστήμονες παρατηρούν το διάστημα από τη Γη, όλη η σκόνη που υπάρχει ανάμεσα σε εμάς και τον Ήλιο δεν έχει ακόμα προσδιοριστεί, παραπλανώντας τους στο να σκεφτούν ότι ίσως το διάστημα κοντά στον Ήλιο είναι πιο...σκονισμένο από ότι πραγματικά είναι.
Οι Stenborg and Howard υπολόγισαν ότι θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα δημιουργώντας ένα μοντέλο βασισμένο σε εικόνες του διαπλανητικού χώρου από τον δορυφόρο STEREO (Solar and Terrestrial Relations Observatory) της NASA
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι πλανήτες σχηματίζονται αρχικά από απλούς
κόκκους σκόνης. Αναδύονται από γιγάντιους δίσκους αερίου και σκόνης οι οποίοι
περιβάλλουν νεαρούς αστέρες (περιαστρικοί δίσκοι). Η βαρύτητα και άλλες
δυνάμεις αναγκάζουν το υλικό στο δίσκο να συγκρούεται και να συγχωνεύεται,
να συσσωματώνεται κατά μια άλλη ορολογία.
Εικόνα: NASA’s Jet Propulsion Laboratory
Τελικά, οι δύο επιστήμονες ήθελαν να δοκιμάσουν το νέο τους μοντέλο για την
προετοιμασία της ερευνητικής διαστημοσυσκευής Parker Solar Probe της
NASA, η οποία σήμερα εκτελεί μια εξαιρετικά ελλειπτική τροχιά γύρω από τον
Ήλιο, ταλαντευόμενη όλο και πιο κοντά στο μητρικό μας άστρο στα επόμενα επτά
χρόνια. Ήθελαν να εφαρμόσουν την τεχνική τους στις εικόνες που θα στείλει το
Parker Solar στη Γη, για να εξακριβώσουν πώς συμπεριφέρεται η σκόνη κοντά στον
Ήλιο.
Οι επιστήμονες δεν έχουν δουλέψει ποτέ με δεδομένα που συλλέχθηκαν από αυτή
την ανεξερεύνητη περιοχή του διαστήματος, η οποία είναι τόσο κοντά στον Ήλιο.
Μοντέλα όπως του Stenborg και του Howard παρέχουν ένα κρίσιμο πλαίσιο για την
κατανόηση των παρατηρήσεων του Parker Solar Probe, καθώς και υποδείξεις για το
είδος του διαστημικού περιβάλλοντος στο οποίο θα βρεθεί το διαστημικό σκάφος - κάτι
ομιχλώδες; ή κάτι αστραφτερά διαυγές ;
Δύο είδη φωτός εμφανίζονται στις εικόνες της διαστημοσυσκευής STEREO: το φως από τη φωτιζόμενη
εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου - η οποία ονομάζεται Ηλιακό στέμμα - και το φως που αντανακλάται από όλη τη σκόνη που "επιπλέει" στο διάστημα. Το ηλιακό φως που
αντανακλάται σε αυτή τη σκόνη, η οποία αργά περιβάλλει τον Ήλιο, είναι περίπου
100 φορές πιο φωτεινή από το στεμματικό φως.
"Δεν είμαστε πραγματικά άνθρωποι της σκόνης", δήλωσε ο Χάουαρντ, ο
οποίος είναι και ο επικεφαλής επιστήμονας για τις κάμερες STEREO και Parker
Solar Probe που φωτογραφίζουν το Ηλιακό στέμμα. "Η σκόνη που βρίσκεται κοντά στον
Ήλιο απλά εμφανίζεται στις παρατηρήσεις μας και γενικά την απομακρύνουμε". Οι επιστήμονες που ασχολούνται με τον Ήλιο (Solar scientists) όπως ο Howard - οι οποίοι μελετούν την ηλιακή δραστηριότητα για
σκοπούς όπως η πρόβλεψη επικείμενου διαστημικού καιρού, συμπεριλαμβανομένων
γιγαντιαίων εκρήξεων ηλιακού υλικού που ο Ήλιος μπορεί μερικές φορές να στείλει στο διάστημα, και προς τη Γη - έχουν περάσει χρόνια αναπτύσσοντας τεχνικές για να
απομακρύνουν την επίδραση αυτής της σκόνης. Μόνο μετά την αφαίρεση της
μόλυνσης από το φως της σκόνης αυτής μπορούν να δουν ξεκάθαρα τι συμβαίνει με το Ηλιακό (γενικά λέγεται αστρικό) στέμμα
Οι δύο επιστήμονες έχτισαν το μοντέλο τους ως εργαλείο, και για άλλους επιστήμονες, για να απαλλαγούν
από την ενοχλητική σκόνη στις εικόνες από το STEREO - και τελικά και από το Parker Solar Probe -, αλλά η πρόβλεψη του ελεύθερου από σκόνη διαστήματος παρέμεινε στο πίσω μέρος
του μυαλού τους. Εάν μπορούσαν να επινοήσουν έναν τρόπο διαχωρισμού των δύο
ειδών φωτός και να απομονώσουν τη λάμψη της σκόνης, θα μπορούσαν να καταλάβουν
πόση σκόνη βρισκόταν πραγματικά εκεί. Το να βρεθεί ότι όλο το φως σε μια εικόνα προήλθε
από το στέμμα και μόνο, για παράδειγμα, θα μπορούσε να δείξει ότι βρήκαν τελικά διαπλανητικό χώρο χωρίς σκόνη.
Ο δακτύλιος σκόνης του πλανήτη Ερμή ήταν ένα τυχερό εύρημα, μια παράπλευρη ανακάλυψη την οποία έκαναν οι Stenborg και Howard ενώ εργάζονταν πάνω στο μοντέλο τους. Όταν χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνική τους στις εικόνες του STEREO, είδαν ένα μοτίβο ενισχυμένης φωτεινότητας κατά μήκος της τροχιάς του πλανήτη Ερμή - περισσότερη σκόνη, δηλαδή - στο φως που διαφορετικά είχαν σχεδιάσει να απορρίψουν.
"Δεν ήταν ένα απομονωμένο πράγμα", δήλωσε ο Χάουαρντ. "Όλοι γύρω από τον Ήλιο, ανεξάρτητα από τη θέση του διαστημικού σκάφους, θα μπορούσαμε να δούμε την ίδια αύξηση κατά πέντε τοις εκατό της φωτεινότητας της σκόνης ή της πυκνότητας της. Αυτό δηλώνει οτι κάτι ήταν εκεί, και είναι κάτι που εκτείνεται σε όλο τον Ήλιο. "
Οι επιστήμονες ποτέ δεν θεώρησαν ότι μπορεί να υπάρχει ένας δακτύλιος κατά μήκος της τροχιάς του πλανήτη Ερμή, και ίσως γι΄αυτό δεν έχει εντοπιστεί μέχρι τώρα, ανέφερε ο Stenborg. "Οι άνθρωποι πίστευαν ότι ο πλανήτης Ερμής, σε αντίθεση με τη Γη ή τον πλανήτη Αφροδίτη, είναι πολύ μικρός και πολύ κοντά στον Ήλιο για να συλλάβει ένα δαχτυλίδι σκόνης", δήλωσε ο Howard. "Περίμεναν ότι ο ηλιακός άνεμος και οι μαγνητικές δυνάμεις από τον Ήλιο θα έδιωχναν την πλεονάζουσα σκόνη στην τροχιά του Ερμή."
Με μια απροσδόκητη ανακάλυψη, και ένα νέο ευαίσθητο εργαλείο στη "φαρέτρα" τους, οι ερευνητές εξακολουθούν να ενδιαφέρονται για τη ζώνη χωρίς σκόνη στο διαπλανητικό χώρο. Καθώς η ερευνητική διαστημοσυσκευή Parker Solar Probe συνεχίζει την εξερεύνηση του Ηλιακού στέμματος, το μοντέλο τους μπορεί να βοηθήσει και άλλους να αποκαλύψουν οποιαδήποτε άλλα θαυμαστά "λαγουδάκια" σκόνης τα οποία κρύβονται κοντά και μέσα στο "ταχυδακτυλουργικό καπέλο" του Ήλιου.
Αστεροειδείς που κρύβονται στην τροχιά της Αφροδίτης
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν βρει ένα δακτύλιο σκόνης στο εσωτερικό Ηλιακό σύστημα. Πριν από είκοσι πέντε χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο μέσα σε ένα γιγάντιο δακτύλιο σκόνης. Άλλοι αποκάλυψαν έναν παρόμοιο δακτύλιο κοντά στην τροχιά της Αφροδίτης, αρχικά χρησιμοποιώντας αρχειακά δεδομένα από τους γερμανο-αμερικανικούς αισθητήρες διαστήματος Helios το 2007 και έπειτα επιβεβαιώνοντας το το 2013, με δεδομένα από το δορυφόρο STEREO.
Από τότε, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο δακτύλιος της σκόνης στην τροχιά της Γης προέρχεται σε μεγάλο βαθμό από τη Κύρια ζώνη αστεροειδών, την τεράστια περιοχή η οποία μοιάζει με ντόνατ, και η οποία βρίσκεται μεταξύ των πλανητών Άρη και Δία, όπου υπάρχουν οι περισσότεροι αστεροειδείς του Ηλιακού μας συστήματος. Αυτοί οι βραχώδεις αστεροειδείς συντρίβονται συνεχώς ο ένας πάνω στον άλλο, απορρίπτοντας σκόνη η οποία μετατοπίζεται βαθύτερα, ελκυόμενη από τη βαρύτητα του Ήλιου, εκτός εάν η βαρύτητα της Γης τραβήξει την σκόνη αυτή στην άκρη της τροχιάς του πλανήτη μας.
Αρχικά, φάνηκε πιθανό ότι ο δακτύλιος της σκόνης της Αφροδίτης σχηματίστηκε όπως η Γη, από τη σκόνη που παράγεται και αλλού στο Ηλιακό σύστημα. Αλλά όταν ο αστροφυσικός Goddard Petr Pokorny μοντελοποίησε τη σκόνη η οποία κατευθύνεται σπειροειδώς προς τον Ήλιο από τη κύρια ζώνη των αστεροειδών, οι προσομοιώσεις του παρήγαγαν ένα δαχτυλίδι που ταιριάζει με τις παρατηρήσεις του δακτυλίου της Γης - αλλά όχι της Αφροδίτης.
Αυτή η απόκλιση τον έκανε να αναρωτιέται αν δεν είναι η ζώνη αστεροειδών, από πού αλλού προέρχεται η σκόνη στην τροχιά της Αφροδίτης; Μετά από μια σειρά προσομοιώσεων, ο Pokorny και ο συνεργάτης του, Marc Kuchner, υπέθεσαν ότι προέρχεται από μια ομάδα αστεροειδών που δεν ανιχνεύθηκαν ποτέ, και οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο δίπλα στην Αφροδίτη. Δημοσίευσαν το έργο τους στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters στις 12 Μαρτίου του 2019.
Αστεροειδείς που κρύβονται στην τροχιά της Αφροδίτης
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν βρει ένα δακτύλιο σκόνης στο εσωτερικό Ηλιακό σύστημα. Πριν από είκοσι πέντε χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο μέσα σε ένα γιγάντιο δακτύλιο σκόνης. Άλλοι αποκάλυψαν έναν παρόμοιο δακτύλιο κοντά στην τροχιά της Αφροδίτης, αρχικά χρησιμοποιώντας αρχειακά δεδομένα από τους γερμανο-αμερικανικούς αισθητήρες διαστήματος Helios το 2007 και έπειτα επιβεβαιώνοντας το το 2013, με δεδομένα από το δορυφόρο STEREO.
Από τότε, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο δακτύλιος της σκόνης στην τροχιά της Γης προέρχεται σε μεγάλο βαθμό από τη Κύρια ζώνη αστεροειδών, την τεράστια περιοχή η οποία μοιάζει με ντόνατ, και η οποία βρίσκεται μεταξύ των πλανητών Άρη και Δία, όπου υπάρχουν οι περισσότεροι αστεροειδείς του Ηλιακού μας συστήματος. Αυτοί οι βραχώδεις αστεροειδείς συντρίβονται συνεχώς ο ένας πάνω στον άλλο, απορρίπτοντας σκόνη η οποία μετατοπίζεται βαθύτερα, ελκυόμενη από τη βαρύτητα του Ήλιου, εκτός εάν η βαρύτητα της Γης τραβήξει την σκόνη αυτή στην άκρη της τροχιάς του πλανήτη μας.
Αρχικά, φάνηκε πιθανό ότι ο δακτύλιος της σκόνης της Αφροδίτης σχηματίστηκε όπως η Γη, από τη σκόνη που παράγεται και αλλού στο Ηλιακό σύστημα. Αλλά όταν ο αστροφυσικός Goddard Petr Pokorny μοντελοποίησε τη σκόνη η οποία κατευθύνεται σπειροειδώς προς τον Ήλιο από τη κύρια ζώνη των αστεροειδών, οι προσομοιώσεις του παρήγαγαν ένα δαχτυλίδι που ταιριάζει με τις παρατηρήσεις του δακτυλίου της Γης - αλλά όχι της Αφροδίτης.
Αυτή η απόκλιση τον έκανε να αναρωτιέται αν δεν είναι η ζώνη αστεροειδών, από πού αλλού προέρχεται η σκόνη στην τροχιά της Αφροδίτης; Μετά από μια σειρά προσομοιώσεων, ο Pokorny και ο συνεργάτης του, Marc Kuchner, υπέθεσαν ότι προέρχεται από μια ομάδα αστεροειδών που δεν ανιχνεύθηκαν ποτέ, και οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο δίπλα στην Αφροδίτη. Δημοσίευσαν το έργο τους στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters στις 12 Μαρτίου του 2019.
Δικαιώματα: NASA’s Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman
Κάντε λήψη αυτού του βίντεο σε μορφές HD από το Εργαστήριο Επιστημονικής Οπτικοποίησης (NASA Goddard's Scientific Visualizationτου) του Goddard της ΝΑΣΑ.
"Νομίζω ότι το πιο συναρπαστικό πράγμα για αυτό το αποτέλεσμα είναι ότι προτείνει ένα νέο πληθυσμό αστεροειδών που πιθανόν να φέρει ενδείξεις για το πώς σχηματίστηκε το Ηλιακό μας σύστημα", δήλωσε ο Kuchner. Αν ο Pokorny και ο Kuchner μπορούν να τα παρατηρήσουν, αυτή η οικογένεια αστεροειδών θα μπορούσε να ρίξει φως στη στην πρώιμη ιστορία της Γης και της Αφροδίτης. Με τα σωστά εργαλεία, οι αστεροειδείς αυτοί θα μπορούσαν επίσης να δώσουν ενδείξεις για τη χημική ποικιλομορφία του Ηλιακού μας συστήματος.
Επειδή είναι διασκορπισμένος σε μια μεγαλύτερη τροχιά, ο δακτύλιος σκόνης του πλανήτη Αφροδίτη, είναι πολύ μεγαλύτερος από το πρόσφατα εντοπισμένο δακτύλιο στον πλανήτη Ερμή. Περίπου 16 εκατομμύρια μίλια από πάνω προς τα κάτω, και 6 εκατομμύρια μίλια πλάτος, ο δακτύλιος αυτός είναι γεμάτος από σκόνη στην οποία οι μεγαλύτεροι κόκκοι έχουν περίπου το μέγεθος εκείνων που συναντάμε σε ενα χοντρό γυαλόχαρτο. Είναι περίπου 10 τοις εκατό πυκνότερος από τη σκόνη από τον περιβάλλοντα χώρο του. Ακόμα, είναι διάχυτος - συγκεντρώστε όλη τη σκόνη στο δαχτυλίδι μαζί και θα έχετε ένα αστεροειδής μήκους δύο μιλίων.
Χρησιμοποιώντας μια ντουζίνα από διαφορετικά εργαλεία μοντελοποίησης για την προσομοίωση του τρόπου με τον οποίο η σκόνη κινείται γύρω από το Ηλιακό μας σύστημα, ο Pokorny παραμετροποίησε όλες τις πηγές σκόνης που μπορούσε να σκεφτεί, αναζητώντας ένα προσομοιωμένο δακτύλιο της Αφροδίτης ο οποίος να ταιριάζει με τις παρατηρήσεις. Ο κατάλογος όλων των πηγών που προσπάθησε ακούγεται σαν μια κλήση παρουσίας από όλα τα βραχώδη αντικείμενα του Ηλιακού μας συστήματος: αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης των αστεροειδών, κομήτες από το νέφος του Όορτ, κομήτες τύπου Χάλεϊ, κομήτες της οικογένειας του Δία (Τρωικοί αστεροειδείς), πρόσφατες συγκρούσεις στη ζώνη των αστεροειδών.
"Αλλά κανένας από αυτά δεν έφερε αποτέλεσμα", δήλωσε ο Kuchner. "Έτσι, αρχίσαμε να φτιάχνουμε τις δικές μας πηγές σκόνης".
Ίσως, σύμφωνα με τους δύο επιστήμονες, η σκόνη προήλθε από τους αστεροειδείς οι οποίοι βρίσκονται πολύ πιο κοντά στην Αφροδίτη από τη ζώνη των αστεροειδών. Θα μπορούσε να υπάρχει μια ομάδα αστεροειδών που περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο μαζί με την Αφροδίτη - που σημαίνει ότι μοιράζονται την τροχιά της Αφροδίτης, αλλά μένουν μακριά από τον πλανήτη, συχνά στην άλλη πλευρά του Ήλιου. Ο Pokorny και ο Kuchner υποστήριξαν ότι μια ομάδα αστεροειδών στην τροχιά της Αφροδίτης θα μπορούσε μην έχει εντοπιστεί μέχρι τώρα, επειδή είναι δύσκολο να κατευθύνουμε επίγεια τηλεσκόπια σε αυτή την κατεύθυνση, τόσο κοντά στον Ήλιο, χωρίς την ανάμειξη του ηλιακού φωτός.
Εικόνα: NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Οι αστεροειδείς οι οποίοι περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε σύγχρονη τροχιά με πλανήτες (Co-orbiting asteroids) είναι ένα παράδειγμα αυτού που ονομάζεται Τροχιακός συντονισμός (Orbital resonance), ένα τροχιακό μοτίβο το οποίο "κλειδώνει" διαφορετικές τροχιές μαζί, ανάλογα με το πώς συναντώνται οι βαρυτικές τους επιρροές. Οι Pokorny και Kuchner σχεδίασαν πολλούς τέτοιους πιθανούς συντονισμούς: αστεροειδείς οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο δύο φορές για κάθε τρεις τροχιές της Αφροδίτης, για παράδειγμα, ή εννέα φορές για δέκα της Αφροδίτης και μία προς μία. Από όλα αυτά τα σενάρια, μία ομάδα από μόνη της παρήγαγε μια ρεαλιστική προσομοίωση του δακτυλίου σκόνης της Αφροδίτης: μια ομάδα αστεροειδών η οποία καταλαμβάνει την τροχιά της Αφροδίτης, ταιριάζοντας τα ταξίδια της Αφροδίτης γύρω από τον Ήλιο, ένα (της Αφροδίτης) για ένα (τους αστεροειδείς).
Αλλά οι επιστήμονες δεν θα μπορούσαν απλά να το αποδώσουν μια μέρα αφού ανακάλυψαν μια υποθετική λύση η οποία λειτούργησε. "Νομίζαμε ότι είχαμε ανακαλύψει αυτόν τον πληθυσμό αστεροειδών, αλλά στη συνέχεια έπρεπε να αποδείξουμε την ύπαρξή του, και να δείξουμε ότι λειτουργεί", δήλωσε ο Pokorny. "Ενθουσιαστήκαμε, αλλά τότε συνειδητοποιήσαμε: Ω ! υπάρχει τόση πολύ δουλειά που πρέπει να κάνουμε".
Έπρεπε να δείξουν ότι η ίδια η ύπαρξη των αστεροειδών έχει νόημα στο Ηλιακό μας σύστημα. Θα ήταν απίθανο, συνειδητοποίησαν, ότι οι αστεροειδείς σε αυτές τις ειδικές, κυκλικές τροχιές κοντά στη Αφροδίτη έφτασαν εκεί από κάπου αλλού σαν τη ζώνη των αστεροειδών. Η υπόθεσή τους θα είχε νόημα αν οι αστεροειδείς βρίσκονταν εκεί από την αρχή της δημιουργίας του Ηλιακού συστήματος.
Οι επιστήμονες έχτισαν ένα άλλο μοντέλο, αυτή τη φορά ξεκινώντας με ένα πλήθος από 10.000 αστεροειδείς οι οποίοι γειτονεύουν με τη Αφροδίτη. Αφήσαμε την προσομοίωση να προχωρήσει γρήγορα μέσω 4,5 δισεκατομμυρίων ετών ιστορίας του Ηλιακού συστήματος, ενσωματώνοντας όλες τις βαρυτικές επιδράσεις από κάθε έναν από τους πλανήτες. Όταν το μοντέλο έφτασε στο σήμερα, περίπου 800 από τους δοκιμαστικούς αστεροειδείς επέζησαν της δοκιμής του χρόνου.
Ο Pokorny θεωρεί ότι αυτό είναι ένα αισιόδοξο ποσοστό επιβίωσης. Υποδεικνύει ότι οι αστεροειδείς θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί κοντά στην τροχιά της Αφροδίτης στο χάος του πρώιμου Ηλιακού συστήματος και κάποιοι θα μπορούσαν να παραμείνουν εκεί σήμερα, τροφοδοτώντας το κοντινό δακτύλιο σκόνης.
Το επόμενο βήμα είναι στην πραγματικότητα να εντοπίσουν και να παρατηρήσουν τους αστεροειδείς οι οποίοι διαφεύγουν του εντοπισμού τους. "Αν υπάρχει κάτι εκεί πέρα, θα πρέπει να το βρούμε", δήλωσε ο Pokorny. Η ύπαρξή τους θα μπορούσε να επαληθευτεί με τη χρήση διαστημικών τηλεσκοπίων όπως το Χάμπλ ή, ενδεχομένως, με διαπλανητικούς απεικονιστές (interplanetary space-imagers) παρόμοιους με τον STEREO. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες θα έχουν περισσότερες ερωτήσεις για να απαντήσουν: Πόσοι είναι εκεί; και πόσο μεγάλοι είναι; Απορρίπτουν συνεχώς
Δακτύλιοι σκόνης γύρω από άλλα άστρα
Εικόνα: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger
Οι "σκονισμένοι" δακτύλιοι τους οποίους ποιμενίζουν, καθοδηγούν αν θέλετε οι πλανήτες Έρμης και Αφροδίτη είναι πολύ κοντά μας. Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει πολλά άλλα τέτοια δακτυλίδια σκόνης σε απομακρυσμένα αστρικά συστήματα. Οι μεγάλοι δακτύλιοι σκόνης μπορούν να εντοπιστούν ευκολότερα από τους εξωπλανήτες και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να τεκμηριωθεί η ύπαρξη πλανητών, στους οποίους διαφορετικά δεν θα ήταν δυνατός ο εντοπισμός τους, και ακόμη και οι τροχιακές τους ιδιότητες.
Αλλά η ερμηνεία των δακτυλίων εξωηλιακής σκόνης δεν είναι απλή. "Για να μοντελοποιήσουμε και να κατανοήσουμε με ακρίβεια τους δακτυλίους σκόνης γύρω από άλλα άστρα, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τη φυσική της σκόνης στην δική μας αυλή", δήλωσε ο Kuchner. Μελετώντας τους γειτονικούς δακτυλίους σκόνης στους πλανήτες, Αφροδίτη και Γη, όπου η σκόνη εντοπίζει τις διαρκείς επιδράσεις της βαρύτητας στο Ηλιακό σύστημα, οι επιστήμονες μπορούν να αναπτύξουν τεχνικές ανάγνωσης μεταξύ των δακτυλίων σκόνης τόσο κοντά όσο και μακριά μας.
Από την Lina Tran
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Τελευταία ενημέρωση: March 12, 2019
Αρθρογράφος: Rob Garner
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγή
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/what-scientists-found-after-sifting-through-dust-in-the-solar-system
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/what-scientists-found-after-sifting-through-dust-in-the-solar-system
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.