…με εξαιρετικά απομακρυσμένη τροχιά
Ο εξωπλανήτης που ονομάζεται HD 106906 b και ο οποίος έχει 11 φορές την μάζα του πλανήτη Δία, που φαίνεται στην καλλιτεχνική άποψη, καταλαμβάνει μια ασυνήθιστη τροχιά γύρω από ένα διπλό αστέρι 336 έτη φωτός μακριά. Ο εξωπλανήτης αυτός μπορεί να προσφέρει ενδείξεις για κάτι που μπορεί να είναι πολύ πιο κοντά στο κοσμικό μας σπίτι: ένα υποθετικό μακρινό μέλος του ηλιακού μας συστήματος το οποίο ονομάζεται "Ένατος Πλανήτης αγγλ.Planet Nine". Είναι η πρώτη φορά που οι αστρονόμοι μπόρεσαν να μετρήσουν την κίνηση ενός τεράστιου πλανήτη που μοιάζει με Δία ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά πολύ μακριά από τα μητρικά του αστέρια και τον ορατό δίσκο από συντρίμμια που υπάρχει γύρω τους.
Συνοπτικά:
Ανακαλύπτοντας προτάσεις και θεωρίες σχετικά με την περίπτωση του πρώιμου σχηματισμού του περίφημου ένατου πλανήτη - εάν τελικά υπάρχει.
Αν και κάθε πλανήτης στο ηλιακό μας σύστημα έχει δεχτεί επισκέψεις από κάποιο διαστημικό σκάφος σχεδόν τα τελευταία 60 χρόνια, τα εξωτερικά σύνορα του ηλιακού συστήματος, πέρα από τον πλανήτη Ποσειδώνα, έχουν ελάχιστα εξερευνηθεί. Υπάρχουν περιστασιακές ενδείξεις ότι ένας πλανήτης με μάζα πενταπλάσια από εκείνη της Γης - ο οποίος ονομάζεται Ένατος Πλανήτης (αγγλ.Planet Nine) - μπορεί να παραμονεύει εκεί έξω στην άβυσσο του διαστήματος. Εάν κάτι τέτοιο είναι αληθινό, ο πλανήτης αυτός κινείται κατά μήκος μιας πολύ ευρείας τροχιάς η οποία τον στέλνει 800 φορές πιο μακριά από τον Ήλιο από ό, τι η Γη. Αν και οι αστρονόμοι δεν έχουν βρει ακόμη αυτόν τον θρυλικό αυτό κόσμο - αν υπάρχει καθόλου - έχουν βρει μια άλλη ένδειξη 336 έτη φωτός μακριά.
Οι αστρονόμοι αναλύοντας εικόνες από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble του διπλού αστεριού, HD 106906, ανακάλυψαν έναν πλανήτη με μια τεράστια επιμήκη τροχιά μήκους 15.000 γήινων ετών η οποία τον παρασέρνει τόσο μακριά από το μητρικό αστρικό δίδυμό του όσο ο Ένατος Πλανήτης θα ήταν από τον Ήλιο μας. Αυτή αποτελεί μια παρατηρησιακή απόδειξη ότι παρόμοιοι απομακρυσμένοι κόσμοι μπορεί να υπάρχουν γύρω από άλλα αστέρια. Οι ερευνητές υποθέτουν ότι ο πλανήτης αυτός κατέληξε εκεί λόγω ενός κοσμικού φλίπερ, όπου η βαρυτική έλξη ενός διερχόμενου αστεριού τροποποίησε το σχήμα της τροχιάς. Ίσως ένα διερχόμενο αστέρι είχε παρόμοια επίδραση στο ηλιακό μας σύστημα πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.
Η εικόνα αυτή από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble δείχνει μια πιθανή τροχιά (ή διακεκομμένη έλλειψη) του εξωπλανήτη HD 106906 b (μάζας 11πλάσιας του Δία). Αυτός ο απομακρυσμένος κόσμος διαχωρίζεται ευρέως από τα μητρικά του αστέρια, στα οποία το λαμπρό φως καλύπτεται εδώ για να επιτρέψει την θέαση του πλανήτη. Ο πλανήτης αυτός βρίσκεται έξω από τον περιαστρικό δίσκο από συντρίμμια του συστήματός του, ο οποίος μοιάζει με τη δική μας ζώνη του Kuiper τα οποία είναι μικρά, παγωμένα σώματα πέρα από τον πλανήτη Ποσειδώνα. Ο ίδιος ο δίσκος είναι ασύμμετρος και παραμορφωμένος, ίσως λόγω της βαρυτικής έλξης του πλανήτη. Άλλα σημεία φωτός στην εικόνα είναι αστέρια που βρίσκονται στο φόντο.
Εικόνα:
NASA, ESA, M. Nguyen (University of California, Berkeley), R. De Rosa (European Southern Observatory), and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)
Ένας πλανήτης σε μια ασυνήθιστη τροχιά γύρω από ένα διπλό αστέρι 336 έτη φωτός μακριά μπορεί να προσφέρει μια ένδειξη για ένα μυστήριο πολύ πιο κοντά στο κοσμικό μας σπίτι: ένα υποθετικό, μακρινό σώμα στο ηλιακό μας σύστημα που ονομάζεται "Ένατος Πλανήτης".
Πρόκειται για τη πρώτη φορά που οι αστρονόμοι μπόρεσαν να μετρήσουν την κίνηση ενός τεράστιου πλανήτη που μοιάζει με τον πλανήτη Δία ο οποίος περιφέρεται σε τροχιά πολύ μακριά από τα μητρικά του αστέρια και τον ορατό δίσκο από συντρίμμια γύρω τους. Ο δίσκος αυτός είναι παρόμοιος με την Ζώνη του Kuiper ο οποίος αποτελείται από μικρά, παγωμένα σώματα πέρα από τον πλανήτη Ποσειδώνα. Στο δικό μας ηλιακό σύστημα, ο "ύποπτος" Ένατος Πλανήτης θα βρισκόταν επίσης πολύ έξω από τη ζώνη του Kuiper σε μια παρόμοια περίεργη τροχιά. Αν και η αναζήτηση για έναν ένατο πλανήτη συνεχίζεται, αυτή η ανακάλυψη εξωπλανήτη είναι απόδειξη ότι τέτοιες έκκεντρες τροχιές είναι πιθανές.
"Το σύστημα αυτό κάνει μια εν δυνάμει μοναδική σύγκριση με το ηλιακό μας σύστημα", εξήγησε ο κύριος συγγραφέας του σχετικού paper, Meiji Nguyen του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Berkeley. "Είναι πολύ ευρέως διαχωρισμένος από τα μητρικά του αστέρια σε μια εκκεντρική και εξαιρετικά μη-ευθυγραμμισμένη τροχιά, όπως ακριβώς δηλώνει και η πρόβλεψη για τον Ένατο Πλανήτη. Αυτό θέτει το ερώτημα για το πώς αυτοί οι πλανήτες σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν για να καταλήξουν στην τρέχουσα κατάστασή τους."
Το σύστημα όπου βρίσκεται αυτός ο αέριος γίγαντας έχει ηλικία μόλις 15 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό υποδηλώνει ότι ο Ένατος μας Πλανήτης - εάν υπάρχει - θα μπορούσε να είχε σχηματιστεί πολύ νωρίς, στην 4,6 δισεκατομμυρίων ετών εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος.
Μια ακραία τροχιά
Ο εξωπλανήτης HD 106906 b (μάζας 11πλάσιας του Δία) ανακαλύφθηκε το 2013 με τα τηλεσκόπια Magellan στο Παρατηρητήριο Las Campanas στην έρημο Atacama της Χιλής. Ωστόσο, οι αστρονόμοι δεν ήξεραν τίποτα για την τροχιά του πλανήτη. Αυτό απαιτούσε κάτι που μόνο το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble μπορούσε να κάνει: να συλλέξει πολύ ακριβείς μετρήσεις της κίνησης του περιπλανώμενου αυτού αντικειμένου για 14 χρόνια με εξαιρετική ακρίβεια. Η ομάδα χρησιμοποίησε δεδομένα από το αρχείο του ΔΤ Hubble τα οποία παρείχαν στοιχεία για αυτήν την κίνηση.
Ο εξωπλανήτης βρίσκεται πολύ μακριά από το δυαδικό σύστημα των μητρικών φωτεινών, νεαρών αστεριών του - περισσότερο από 730 φορές την απόσταση της Γης από τον Ήλιο, ή περίπου 6,8 δισεκατομμύρια μίλια. Αυτός ο ευρύς διαχωρισμός έκανε εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστεί η τροχιά μήκους 15.000 γήινων ετών σε ένα τόσο μικρό χρονικό διάστημα παρατηρήσεων από το ΔΤ Hubble. Ο πλανήτης σέρνεται θα λέγαμε πολύ αργά στην τροχιά του, δεδομένης της αδύναμης βαρυτικής έλξης των πολύ μακρινών μητρικών του αστεριών.
Η ομάδα του ΔΤ Hubble έμεινε έκπληκτη από το γεγονός ότι ο απομακρυσμένος αυτός κόσμος έχει μια ακραία τροχιά η οποία είναι μη-ευθυγραμμισμένη, επιμήκης και απόμακρη από τον δίσκο συντριμμιών που περιβάλλει τα δίδυμα μητρικά αστέρια του εξωπλανήτη. Ο ίδιος ο δίσκος συντριμμιών είναι πολύ ασυνήθιστος, ίσως λόγω της βαρυτικής έλξης του αλλοπρόσαλλου αυτού πλανήτη.
Πώς έφτασε εκεί;
Πώς έφτασε λοιπόν ο εξωπλανήτης αυτός σε μια τόσο μακρινή και παράξενα κεκλιμένη τροχιά; Η επικρατούσα θεωρία είναι ότι σχηματίστηκε πολύ πιο κοντά στα μητρικά του άστρα, περίπου τρεις φορές την απόσταση Γης - Ήλιου (ή 3 ΑΜ). Αλλά η μεταφορά μέσα στο δίσκο αερίου του συστήματος προκάλεσε την τροχιά του πλανήτη να αποσυντεθεί, αναγκάζοντάς τον να μεταναστεύσει προς τα μέσα προς το αστρικό ζεύγος. Στη συνέχεια, οι βαρυτικές επιρροές από τα στροβιλιζόμενα δίδυμα αστέρια ώθησαν βίαια τον πλανήτη σε μια έκκεντρη τροχιά στέλνοντάς τον σχεδόν έξω από το σύστημα και στο κενό του διαστρικού χώρου. Στη συνέχεια, ένα διερχόμενο αστέρι έξω από το σύστημα σταθεροποίησε την τροχιά του εξωπλανήτη και το εμπόδισε να εγκαταλείψει το κοσμικό του σπίτι.
Χρησιμοποιώντας ακριβείς μετρήσεις απόστασης και κίνησης από τον τροχιακή διαστημοσυσκευή Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, οι υποψήφιοι διερχόμενοι αστέρες εντοπίστηκαν το 2019 από τα μέλη της ομάδας του Robert De Rosa του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (European Southern Observatory) στο Σαντιάγο της Χιλής και τον Paul Kalas του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια.
Το γραφικό αυτό δείχνει πώς ο εξωπλανήτης HD 106906 b μπορεί να έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου, φτάνοντας στην τρέχουσα, ευρέως διαχωρισμένη, εκκεντρική και εξαιρετικά μη-ευθυγραμμισμένη τροχιά. (1) Ο πλανήτης σχηματίστηκε πολύ πιο κοντά στα μητρικά του άστρα, μέσα σε έναν περιαστρικό δίσκο αερίου και σκόνης. Η μεταφορά από το δίσκο είχε σαν αποτέλεσμα η τροχιά του πλανήτη να αποσυντεθεί, να αποδυναμωθεί δηλαδή, αναγκάζοντάς τον να περιστραφεί σπειροειδώς προς το εσωτερικό του αστρικό ζεύγος. (2) Τα βαρυτικά αποτελέσματα από τα μητρικά του αστέρια του ώθησαν βίαια τον πλανήτη σε μια ασταθή τροχιά η οποία τον "πέταξε" σχεδόν έξω από το σύστημα και στο κενό του διαστρικού χώρου. (3) Ένα διερχόμενο αστέρι το οποίο περνούσε έξω από το σύστημα σταθεροποίησε την τροχιά του HD 106906 b και εμπόδισε τον πλανήτη να εγκαταλείψει το μητρικό του σύστημα. Εικόνα: NASA, ESA, and L. Hustak (STScI)
Ένας αντιπρόσωπος του Ένατου Πλανήτη;
Το σενάριο αυτό για την περίεργη τροχιά του HD 106906 b είναι παρόμοιο κατά κάποιο τρόπο με αυτό που μπορεί να έχει προκαλέσει τον υποθετικό ένατο Πλανήτη να καταλήξει στις εξωτερικές άκρες του ηλιακού μας συστήματος, πολύ πέρα από την τροχιά των άλλων πλανητών και πέρα από τη ζώνη του Kuiper. Ο Ένατος Πλανήτης θα μπορούσε να σχηματιστεί στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα και να έχει διωχθεί από τις αλληλεπιδράσεις του με τον πλανήτη Δία. Ωστόσο, ο Δίας πιθανότατα θα είχε "πετάξει" τον Πλανήτη Εννέα πολύ πιο πέρα από τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα. Τα διερχόμενα αστέρια μπορεί να έχουν σταθεροποιήσει την τροχιά του πλανήτη που εκδιώχθηκε, ωθώντας το μονοπάτι της τροχιάς του μακριά από τον Δία και τους άλλους πλανήτες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
"Είναι σαν να έχουμε μια χρονομηχανή για το δικό μας πλανητικό σύστημα το οποίο μας πηγαίνει πίσω στο χρόνο 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια για να δούμε τι μπορεί να είχε συμβεί όταν το νεαρό ηλιακό μας σύστημα ήταν δυναμικά ενεργό όταν όλα πήραν την θέση τους και αναδιατάχθηκαν", δήλωσε ο Kalas.
Μέχρι σήμερα, οι αστρονόμοι έχουν μόνο περιστασιακά στοιχεία για τον ένατο Πλανήτη. Ανακάλυψαν ένα σύμπλεγμα μικρών ουράνιων σωμάτων πέρα από τον πλανήτη Ποσειδώνα τα οποία κινούνται σε ασυνήθιστες τροχιές σε σύγκριση με το υπόλοιπο ηλιακό μας σύστημα. Αυτή η διαμόρφωση, όπως λένε ορισμένοι αστρονόμοι, υποδηλώνει ότι σε αυτά τα αντικείμενα η θέση τους διαμορφώθηκε από τη βαρυτική έλξη ενός τεράστιου, αόρατου πλανήτη. Μια εναλλακτική θεωρία είναι ότι δεν υπάρχει ένας γιγαντιαίος πλανήτης, αλλά αντ 'αυτού η ανισορροπία αυτή οφείλεται στη συνδυασμένη βαρυτική επίδραση πολλαπλών, πολύ μικρότερων αντικειμένων. Μια άλλη θεωρία είναι ότι ο Ένατος Πλανήτης δεν υπάρχει καθόλου και η ομαδοποίηση μικρότερων σωμάτων μπορεί να είναι απλώς μια στατιστική ανωμαλία.
Ένας στόχος για το επερχόμενο Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb
Οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA σχεδιάζουν να λάβουν δεδομένα από τον HD 106906 b για να κατανοήσουν λεπτομερώς τον πλανήτη. "Μια ερώτηση που θα μπορούσατε να κάνετε είναι: Ο πλανήτης έχει το δικό του σύστημα συντριμμιών γύρω του; Συλλαμβάνει υλικό κάθε φορά που πλησιάζει τα μητρικά του αστέρια; Και θα μπορούσε να μετρηθεί αυτό με τα θερμικά υπέρυθρα δεδομένα από το Webb, " δήλωσε ο De Rosa. "Επίσης, όσον αφορά την κατανόηση της τροχιάς, νομίζω ότι το Webb θα ήταν χρήσιμο για την επιβεβαίωση του αποτελέσματός μας."
Επειδή το ΔΤ Webb είναι ευαίσθητο σε μικρότερους πλανήτες με μάζα σαν τον πλανήτη Κρόνο, μπορεί να είναι σε θέση να εντοπίσει άλλους εξωπλανήτες που έχουν εξαχθεί από αυτό και άλλα εσωτερικά πλανητικά συστήματα. "Με το ΔΤ Webb, μπορούμε να αρχίσουμε να ερευνούμε για πλανήτες οι οποίοι είναι και λίγο γηραιότεροι και λίγο πιο αμυδροί", εξήγησε ο Nguyen. Η μοναδική ικανότητα ευαισθησίας και απεικόνισης του ΔΤ Webb θα δώσει νέες δυνατότητες ανίχνευσης και μελέτης αυτών των μη συμβατικών πλανητών και αστρικών συστημάτων.
Τα ευρήματα της ομάδας εμφανίζονται στην έκδοση της 10ης Δεκεμβρίου του 2020 του περιοδικού The Astronomical Journal.
Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble είναι ένα έργο διεθνούς συνεργασίας μεταξύ της NASA και του ESA (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος). Το διαστημικό κέντρο πτήσης Goddard της NASA στο Greenbelt, Maryland, διαχειρίζεται το τηλεσκόπιο. Το Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ διεξάγει τις επιστημονικές δραστηριότητες του ΔΤ Hubble. Το STScI λειτουργεί για τη NASA από την Ένωση Πανεπιστημίων Έρευνας στην Αστρονομία, στην Ουάσιγκτον, D.C.
Δικαιώματα:
NASA, ESA, M. Nguyen (University of California, Berkeley), R. De Rosa (European Southern Observatory), and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)
Επικοινωνία τύπου:
Ann Jenkins / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4488 / 410-338-4514
jenkins@stsci.edu / villard@stsci.edu
Επιστημονική επικοινωνία:
Meiji Nguyen
University of California, Berkeley, California
meiji274@berkeley.edu
Robert De Rosa
European Southern Observatory, Santiago, Chile
rderosa@eso.org
Paul Kalas
University of California, Berkeley, California
kalas@berkeley.edu
Σχετικοί σύνδεσμοι:
Πηγή: hubblesite.org