Ο διαρκής, άλλα όχι παντοτινός, σχηματισμός αστρικών συστημάτων από αέριο και κοσμική σκόνη είναι μια από τις νομοτέλειες του Σύμπαντος. Κόσμοι που δημιουργούνται εξ αιτίας των συμπαντικών διακυμάνσεων και της ασφυκτικής πίεσης της βαρύτητας. Αστρικά συστήματα καταστρέφονται με βίαιο τρόπο πολλές φορές, σκορπίζοντας τα συστατικά που τα δημιούργησαν, στο αχανές διάστημα, και εκείνα αντί να χαθούν στην απεραντοσύνη που τα περιβάλλει σε πείσμα ίσως της λήθης και του κοσμικού κενού ξαναδημιουργούν άστρα, πλανήτες, ζωή, σε ενα κύκλο που προβλέπεται να κλείσει οριστικά σε πολλά τρισεκατομμύρια των τρισεκατομμυρίων χρόνια από σήμερα. Διαβάστε παρακάτω ένα εξαιρετικό άρθρο από τον ιστότοπο phys.org σχετικά με την εικόνα ενός τέτοιου νέου κόσμου.
Μια ευρεία και καθαρή όψη του κεντρικού τμήματος της περιοχής γύρω από τον αστέρα τύπου
Τα αστεροσκοπεία του όρους Maunakea ρίχνουν νέο φως σε ενα δυσδιάκριτο αστρικό σύστημα, το οποίο βρίσκεται σε νηπιακή κατάσταση.
Τ-Ταύρου, LkCa 15, η οποία είναι μια σύνθεση από δύο ανακατασκευασμένες εικόνες [(μπλε: 2,1 μικρά (microns), από τον Νοέμβριο του 2010, κόκκινο: 3,7 μικρά microns)] για τον αστέρα LkCa 15 ο οποίος βρίσκεται στον αστερισμό του Ταύρου. Σημειώνεται επίσης και η θέση του.
Εικόνα: Kraus & Ireland, 2011
Πρόσφατα αστρονόμοι χρησιμοποιώντας τη συνδυασμένη δύναμη δύο τηλεσκοπίων στη Χαβάη συνέλαβαν πρωτοποριακές και καθαρές εικόνες ενός μακρινού πλανητικού συστήματος που μοιάζει πιθανότατα με μια έκδοση του Ηλιακού μας συστήματος.
Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Subaru και το αστεροσκοπείο W. M. Keck, η ομάδα συγκέντρωσε και ανέλυσε δεδομένα για ένα νηπιακό άστρο με μέγεθος σαν τον δικό μας Ήλιο το οποίο ονομάζεται LkCa 15. Παλαιότερες μελέτες οι οποίες χρησιμοποίησαν μια προηγμένη μέθοδο συμβολομετρίας έδειξαν ότι τρεις νηπιακοί πλανήτες, νεοσχηματισμένοι αν θέλετε, περιστρέφονταν γύρω από αυτό το αστέρι. Ωστόσο, για αυτή τη μέθοδο, ο καθορισμός της ακριβούς ποσότητας φωτός από έναν πλανήτη σε σχέση με άλλες πηγές, όπως ένας δίσκος, μπορεί να είναι ιδιαίτερα δύσκολος. Τα νέα στοιχεία από το Subaru και το Keck φαίνεται να επιλύουν το μυστήριο αυτό. Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που πιστεύεται ότι προέρχεται από τους τρεις υποψήφιους πλανήτες φαίνεται να προέρχεται από ένα δίσκο αερίου και σκόνης.
"Το LkCa 15 είναι ένα εξαιρετικά σύνθετο σύστημα", δήλωσε ο Thayne Currie, επικεφαλής της μελέτης και αστροφυσικός στο ερευνητικό κέντρο NASA-Ames Research Center και το Τηλεσκόπιο Subaru. "Πριν από την ανάλυση των δεδομένων Keck & Subaru, και δεδομένου των ίδιων προηγούμενων στοιχείων αποκρύψεως διαφράγματος, θα μπορούσαμε επίσης να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι έχουν ανιχνευτεί τρεις πλανήτες μεγαλύτεροι από τον πλανήτη Δία στον αστέρα LkCa 15 ."
Τα αποτελέσματα της ομάδας θα δημοσιευθούν σύντομα στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.
Ο αστέρας LkCa 15 περιβάλλεται από ένα τεράστιο πρωτοπλανητικό δίσκο (π.δίσκο) ο οποίος αποτελείται από αέριο και σκόνη, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία των πλανητών. Η πρώιμη ανάλυση αυτού του δίσκου έδειξε ότι έχει μια μεγάλη κοιλότητα η οποία δεν έχει σκόνη - ένα ενδεικτικό σημάδι ότι μεγάλο μέρος του δίσκου έχει ήδη ενσωματωθεί σχηματίζοντας, αναπτυσσόμενα πλανητικά έμβρυα με μεγάλο όγκο ή "πρωτοπλανήτες - protoplanets" όπως ονομάζονται στην παγκόσμια αστροφυσική ορολογία. Ενώ η μελέτη αποκλείει τους πολύ φωτεινούς Υπερ-Δίες πλανήτες (superjovian planets), ο Currie λέει ότι μπορεί να είναι πιθανό στο σύστημα LkCa 15 να υπάρχουν λιγότερα ογκώδεις πλανήτες: ίσως εκείνοι όπως οι πλανήτες Δίας και Κρόνος.
"Οι πλανήτες σε αυτό το βρεφικό αστρικό σύστημα θα μπορούσαν να μοιάζουν πολύ περισσότερο σαν εκείνους στο δικό μας Ηλιακό σύστημα από ότι πιστεύαμε προηγουμένως. Είναι σίγουρα εκεί κάπου, ενδεχομένως ενσωματωμένοι στο π.δίσκο, και θα προσπαθήσουμε να τους ανακαλύψουμε", δήλωσε ο Currie.
Μεθοδολογία
Τα ευρήματα αυτά δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας εικόνες υψηλής ανάλυσης του συστήματος LkCa 15, οι οποίες ελήφθησαν από συμπληρωματικά όργανα στα αστεροσκοπεία στο Maunakea. Στο Subaru, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα νέο εργαλείο απεικόνισης πλανητών - το σύστημα Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics (SCExAO), το οποίο είναι συζευγμένο με το φασματογράφο ολοκληρωμένου πεδίου CHARIS, για να αποκτήσουν έτσι εξαιρετικά ευκρινείς εικόνες σε μήκος κύματος κοντά στο υπέρυθρο. Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης το ισχυρό σύστημα προσαρμοστικής οπτικής (adaptive optics system) του αστεροσκοπείου Keck, καθώς και την εγγύς στο υπέρυθρο φωτογραφική μηχανή (Near-Infrared Camera - NIRC2) για να συλλάβει νέες ευκρινείς εικόνες σε μεγαλύτερα μήκη κύματος θερμικών υπέρυθρων ακτίνων (Θερμογραφία), όπου εκεί οι νεαροί πλανήτες εκπέμπουν περισσότερο φως.
Η ομάδα απέκτησε επίσης μια άποψη πριν και μετά από το σύστημα, μεταβαίνοντας στο Αρχείο Παρατηρήσεων του Keck (Keck Observatory Archive - KOA) για να βρει δεδομένα από την NIRC2 που ελήφθησαν για το LkCa 15 από το 2009 - οκτώ χρόνια πριν από τις πιο πρόσφατες εικόνες από το SCExAO / CHARIS και το NIRC2. Το ΑΠΚ είναι ένα δημόσιο αποθετήριο όλων των δεδομένων υψηλής αξίας που αποκτήθηκαν στο Αστεροσκοπείο και λειτουργεί από το Keck σε συνεργασία με το Επιστημονικό Ινστιτούτο Εξωπλανητών της ΝΑΣΑ [(NASA Exoplanet Science Institute (NExScI)] στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας Καλτέκ στη Καλιφόρνια.
Εικόνα από το αστεροσκοπείο Keck / NIRC2 του αστέρα LkCa 15 ο οποίος είναι παρόμοιος με τον δικό μας Ήλιο, και η οποία δημιουργήθηκε από δεδομένα που ελήφθησαν τον Νοέμβριο του 2009 και ανακτήθηκε από το Αρχείο Παρατηρήσεων του Keck (άνω αριστερά) καθώς και από λήψη τον Δεκέμβριο του 2017 (κάτω αριστερά). Και οι δύο εικόνες δείχνουν δύο αψίδες φωτός σύμφωνα με δύο συστατικά του Περιαστρικού δίσκου του αστέρα LkCa 15. Τα δεξιά πλαίσια δείχνουν ότι το 2009 και το 2017 οι εικόνες της εσωτερικής αψίδας φωτός δεν ήταν τίποτε άλλο από τρεις πλανήτες οι οποίοι ήταν γύρω από τον LkCa 15. Στις εικόνες ο Βορράς είναι πάνω και η ανατολή στα αριστερά. Το αστέρι απέχει περίπου 500 έτη φωτός από τη Γη. Το φως γύρω από τον αστέρα LkCa 15 μπορεί να φανεί κοντά στις ~ 9 Αστρονομικές Μονάδες (ΑΜ) από το αστέρι (η σκούρα μπλε περιοχή που καλύπτεται στο πάνω δεξιά πλαίσιο, (όση είναι η απόσταση από τον Ήλιο έως τον πλανήτη Κρόνο). Η εσωτερική αψίδα φωτός εκτείνεται σε ~ 0,2 "ή ~ 30 ΑΜ (όση είναι η απόσταση από τον Ήλιο έως τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα). Ενώ το συνδυασμένο φως από τους προσομοιωμένους πλανήτες αναμειγνύεται, τα δεδομένα του NIRC2 θα παρουσιάσουν αποδείξεις της τροχιακής τους κίνησης εάν οι πλανήτες ήταν παρόντες σε αυτά τα δεδομένα. Η ανάλυση των δεδομένων από το Keck / NIRC2 δείχνει ότι το μεγαλύτερο μέρος του φωτός γύρω από το αστέρα LkCa 15 προέρχεται από υλικό του π.δίσκου αντί για πλανήτες. Εικόνες: Παρατηρητήριο W. M. Keck
Τα συνδυασμένα δεδομένα έδειξαν ότι το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που περιβάλλει τον αστέρα LkCa 15 προέρχεται από μια εκτεταμένη αψιδωτή δομή - την ορατή άκρη ενός άλλου συστατικού του περιαστρικού δίσκου LkCa 15. Η αψίδα αυτή έχει την ίδια φωτεινότητα η οποία αποδόθηκε προηγουμένως στους πλανήτες γύρω από τον LkCa 15.
Τα δεδομένα από τα ΑΠΚ για το LkCa 15, τα οποία είναι σχεδόν δεκαετιών, διαδραματίζουν έναν μοναδικό ρόλο στην κατανόηση αυτού του πλανητικού συστήματος. Σε σύγκριση με τα νέα δεδομένα του αστεροσκοπείου Keck και του τηλεσκοπίου Subaru, τα δεδομένα από το ΑΠΚ έδειξαν επίσης ότι το φως που εκπέμπεται από την αψιδωτή δομή τουLkCa 15 είναι στατικό κατά τη διάρκεια οκτώ ετών.
"Το στοιχείο αυτό συμβαδίζει με μια σταθερή δομή που μοιάζει με δίσκο. Χωρίς τα δεδομένα από τα ΑΠΚ , δεν θα μπορούσαμε να γνωρίσουμε αυτό το βασικό γεγονός", δήλωσε ο Currie.
"Είναι υπέροχο να δούμε αυτά τα νέα δεδομένα από το Keck και το Subaru σε συνδυασμό με στοιχεία από το ΑΠΚ", δήλωσε ο John O'Meara, επικεφαλής επιστήμονας στο αστεροσκοπείο Keck. "Το αποτέλεσμα αυτό δείχνει τη σημασία του ΑΠΚ, και αποτελεί μια μεγάλη επίδειξη για το πώς μπορούν να γίνουν νέες ανακαλύψεις με " παλαιά δεδομένα."
Τα επόμενα βήματα
Η ομάδα θα συνεχίσει την αναζήτηση για πρωτοπλανήτες στον αστέρα LkCa 15, καθώς θεωρείται ευρέως ως ένα θαυμάσιο "εργαστήριο" για τη μελέτη σχηματισμού πλανητών. Αν και η ανακάλυψη αυτών των δυσδιάκριτων πλανητών και ο διαχωρισμός του φωτός τους από το π.δίσκο του LkCa 15 θα είναι προκλητική, υπάρχει μια σαφής πορεία προς τα εμπρός.
Πρόσφατα, το αστεροσκοπείο Keck βελτίωσε σημαντικά την ικανότητα απεικόνισης πλανητών του NIRC2 ως μέρος του προγράμματος Πλανητικής Απεικόνισης και Προσδιορισμού του αστεροσκοπείου Keck [(Keck Planet Imager και Characterizer (KPIC)]. Το σύστημα ήταν εξοπλισμένο με μια νέα φωτογραφική μηχανή για καλύτερες και πιο λεπτομερείς εικόνες των ερυθρών, και αμυδρών, μακρινών αστέρων όπως ο LkCa 15, και Στεμματογράφους για να εμποδίσουν αποτελεσματικά την αστραφτερή φωτεινή αστρική ακτινοβολία η οποία μας εμποδίζει να παρατηρούμε εύκολα τους πλανήτες.
Ομοίως, το SCExAO αναβαθμίζεται περαιτέρω με πρόσθετες φωτογραφικές μηχανές για την καλύτερη αναγνώριση των πιο αμυδρών πλανητών οι οποίοι βρίσκονται κοντά στα μητρικά τους άστρα. Οι βελτιώσεις αυτές θα μπορούσαν να επιτρέψουν στο KPIC και στο SCExAO να παρατηρήσουν πλανήτες που μοιάζουν με τον πλανήτη Δία, κινούμενοι σε τροχιές που μοιάζουν με αυτή του πλανήτη Κρόνου, πλανήτες οι οποίοι κινούνται θα λέγαμε "κόντρα" στο φόντο του περιαριαστρικού δίσκου του αστέρα LkCa 15.
Περαιτέρω στο μέλλον, ένας διάδοχος του SCExAO και του KPIC για το επερχόμενο Τηλεσκόπιο των Τριάντα Μέτρων στο Maunakea - ο απεικονιστής Πλανητικών Συστημάτων - θα μπορούσε να απεικονίσει και να χαρακτηρίσει ακόμη και αμυδρούς πλανήτες χαμηλότερης μάζας, γύρω από το αστέρα LkCa 15, οι οποίοι ενδεχομένως να περιστρέφονται σε τροχιές παρόμοιες με τη απόσταση των πλανητών Άρη και Δία
Τα υπερσύγχρονα όργανα απεικόνισης πλανητών όπως το SCExAO και το KPIC "ανοίγουν την πόρτα για την καλύτερη κατανόηση της προέλευσης και εξέλιξης των πλανητικών συστημάτων, καθώς και αν η ιστορία του Ηλιακού μας συστήματος είναι κοινή ή σπάνια στο Σύμπαν", δήλωσε ο Motohide Tamura, διευθυντής του Κέντρου Αστροβιολογίας των Εθνικών Ιδρυμάτων Φυσικών Επιστημών στην Ιαπωνία (Astrobiology Center of National Institutes of Natural Sciences) και συν-συγγραφέας της μελέτης αυτής.
Από: W. M. Keck Observatory
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
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