Κυριακή, 9 Απριλίου 2017

Alone in space – Δισεκατομμύρια ‘ορφανοί’ πλανήτες περιπλανώνται στο διάστημα

free_planetΕκατοντάδες δισεκατομμύρια απομονωμένων πλανητών πιστεύεται ότι ‘πλέουν’ μόνοι τους στο σκοτεινό διάστημα, όπως ανακοινώθηκε από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων, οι οποίοι υποθέτουν ότι αποσπάστηκαν από αναπτυσσόμενα πλανητικά συστήματα.
 
Η ομάδα από την Ιαπωνία και τη Νέα Ζηλανδία σάρωσε το κέντρο του Γαλαξία μας από το 2006 έως το 2007, και για πρώτη φορά βρέθηκαν στοιχεία για μέχρι 10 ελεύθερους περιπλανώμενους πλανήτες, ή «ορφανοί» πλανήτες όπως λέγονται, με περίπου τη μάζα του Δία. Απέχουν περίπου 10 έως 20 χιλιάδες έτη φωτός από τη Γη.

Καλλιτεχνική απεικόνιση ενός πλανήτη σαν τον Δία που περιπλανάται στο σκοτεινό διάστημα χωρίς μητρικό άστρο

Η ομάδα αυτή ήταν σε θέση να ανιχνεύσει αντικείμενα πολύ μικρότερο από τον Δία, αλλά πιστεύει ότι οι μικροί ορφανοί πλανήτες μπορεί να είναι ακόμη πιο πολλοί.
 
"Παρόλο που προβλεπόταν να βρούμε ελεύθερα περιπλανώμενους πλανήτες, τελικά τους ανιχνεύσαμε, οπότε η παρουσία τους έχει σημαντικές επιπτώσεις για την θεωρία του πλανητικού σχηματισμού και την εξέλιξη των μοντέλων”, δήλωσε ο Mario Perez, επιστήμονας ειδικός στους εξωπλανήτες της NASA.
 
Η ανακάλυψη τόσων πολλών σε μία μικρή περιοχή, μας δείχνει ότι είναι πιθανό να υπάρχουν αναρίθμητοι σε όλο το σύμπαν. Η  ομάδα εκτιμά ότι υπάρχουν περίπου διπλάσιοι τέτοιοι πλανήτες από τα αστέρια. Ή το πλήθος τους εκτιμάται ότι είναι τουλάχιστον όσο το πλήθος των πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από άστρα όπως ο Ήλιος. Αυτό συνεπάγεται στην ύπαρξη εκατοντάδων δισεκατομμυρίων μοναχικών πλανητών μόνο στον Γαλαξία μας.
 
«Η έρευνά μας είναι σαν μια απογραφή πληθυσμού» δηλώνει ο David Bennett της NASA, «μελετήσαμε ένα τμήμα του γαλαξία, και με βάση τα στοιχεία αυτά, μπορούμε να βγάλουμε συμπεράσματα για ολόκληρο τον γαλαξία».
 
Η έρευνα δεν είναι ευαίσθητη σε πλανήτες που είναι μικρότεροι από τον Δία και Κρόνο, αλλά οι θεωρίες υποστηρίζουν ότι και μικρότεροι σε μέγεθος πλανήτες σαν τη Γη, θα μπορούσαν με μεγάλη συχνότητα να διαφεύγουν από τα άστρα τους. Και τούτο διότι τα πλανητικά συστήματα συχνά γίνονται ασταθή αποβάλλοντας τους πλανήτες τους.
 
Τα νέα ευρήματα πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύουν πλανήτες που έχουν εκτιναχθεί από τα ηλιακά συστήματα τους, λόγω της βαρυτικής επίδρασης άλλων πλανητών ή άστρων. Χωρίς να γυρίζουν γύρω από ένα αστέρι μετακινούνται ελεύθερα μέσα στο γαλαξία με τον ίδιο τρόπο όπως τα αστέρια, σε σταθερές τροχιές γύρω από το κέντρο του γαλαξία.
 
Υπάρχει ακόμα η πιθανότητα ότι ορισμένοι από αυτούς τους πλανήτες μπορεί να έχουν πολύ απομακρυσμένες τροχιές γύρω από αστέρια, αλλά άλλες έρευνες δείχνουν ότι οι πλανήτες σαν τον Δία σε τέτοιες τροχιές είναι σπάνιοι.
 
Όταν η φαντασία γίνεται πραγματικότητα
Αξίζει να σημειωθεί ότι η ύπαρξη ελεύθερων πλανητών είχε προταθεί ήδη το 1932 στη νουβέλα επιστημονικής φαντασίας Όταν συγκρούονται οι πολιτισμοί των Philip Wylie και Edwin Balmer. Μετά όμως την πρώτη ανακοίνωση παρατήρησης τέτοιου είδους ουράνιων σωμάτων το 2000, η σκυτάλη πέρασε στους επιστήμονες. Πολλοί από αυτούς δοκίμασαν να υπολογίσουν την πιθανότητα της διατήρησης ζωής σε έναν ελεύθερο πλανήτη καθώς και την πιθανότητα σύλληψης ενός ελεύθερου πλανήτη από ένα προϋπάρχον πλανητικό σύστημα, παρόμοιο με τις εκατοντάδες που έχουν ήδη ανακαλυφθεί τα τελευταία χρόνια.
 
Έτσι αρκετοί αστροβιολόγοι έδειξαν ότι η γεωθερμική ενέργεια ενός ελεύθερου πλανήτη με πυκνή ατμόσφαιρα μπορεί να διατηρεί επιφανειακή θερμοκρασία στην οποία διάφοροι διαλύτες βιολογικής σημασίας (όπως π.χ. το νερό) βρίσκονται σε υγρή μορφή, ενώ η ερευνητική ομάδα Δυναμικής του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης έδειξε ότι η πιθανότητα σύλληψης ενός ελεύθερου πλανήτη από ένα πλανητικό σύστημα δεν είναι καθόλου αμελητέα. Άρα η μεταφορά ζωής, ή και ακόμη-ακόμη αποικιών, μέσω ελεύθερων πλανητών από ένα πλανητικό σύστημα σε ένα άλλο δεν φαίνεται να αποκλείεται στο απώτερο μέλλον.
 
Η μέθοδος του βαρυτικού μικρο-φακού
Η πρώτη ανακοίνωση για την ύπαρξη ελεύθερων πλανητών είχε γίνει το 2000 από μια ομάδα ισπανών αστρονόμων που είχαν χρησιμοποιήσει κλασικές φωτογραφικές μεθόδους για να αποτυπώσουν αμυδρά αντικείμενα με μάζα λίγες φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Δία, του μεγαλύτερου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος.
 
Για να γίνει αποδεκτή όμως μια τόσο σημαντική ανατροπή χρειάζεται επιβεβαίωση με άλλη, ανεξάρτητη μέθοδο. Η πιο σύγχρονη και κατάλληλη για τον σκοπό αυτό μέθοδος είναι το φαινόμενο του βαρυτικού μικρο-φακού (microlensing), που ανιχνεύει ένα σώμα με άλλη μέθοδο και όχι από το φως που αυτό εκπέμπει.
 
Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας, ένα σώμα, είτε φωτεινό είτε σκοτεινό, που τυχαίνει να βρίσκεται στην ευθεία η οποία ενώνει το μάτι μας με μια μακρινή φωτεινή πηγή, εστιάζει το φως της πηγής, όπως ένας αμφίκυρτος φακός συγκεντρώνει το ηλιακό φως. Για τον λόγο αυτό το πλησιέστερο σώμα ονομάζεται βαρυτικός φακός. Αν ο φακός έχει μάζα όση ένας γαλαξίας ή ένα σμήνος γαλαξιών, τότε είναι δυνατό να παρατηρήσουμε την εικόνα της μακρινής πηγής που αυτός προβάλλει. Αν ο φακός έχει μάζα όση ένα αστέρι ή ένας πλανήτης, τότε δεν μπορούμε να δούμε την εικόνα της πηγής, όμως μπορούμε να παρατηρήσουμε την απότομη αύξηση της λαμπρότητάς της που προκαλείται από την εστίαση της ακτινοβολίας της. Ανάλογα με τη μάζα του φακού και την ταχύτητα με την οποία αυτός κινείται, η αναλαμπή αυτή της πηγής μπορεί να διαρκέσει μερικές ώρες ή ημέρες.
 
Τη διετία 2006-2007 η ερευνητική ομάδα MAO (Microlensing Observations in Astrophysics) παρατηρούσε συστηματικά το κέντρο του Γαλαξία μας με σκοπό την καταγραφή αναλαμπών που οφείλονται σε ελεύθερους πλανήτες. Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων καταγράφηκαν αρκετές εκατοντάδες αναλαμπές αυτού του είδους, πολλές από τις οποίες επιβεβαιώθηκαν στη συνέχεια από την ερευνητική ομάδα OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment). Η στατιστική ανάλυση αυτών των γεγονότων, που ολοκληρώθηκε μόλις πρόσφατα, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι στον Γαλαξία μας υπάρχουν ελεύθεροι πλανήτες, στο μέγεθος του Δία, ο αριθμός των οποίων είναι διπλάσιος από τον αριθμό των αστέρων του Γαλαξία. Επειδή ο αριθμός των αστέρων είναι 200 δισεκατομμύρια, ο αριθμός των ελεύθερων πλανητών του Γαλαξία μας είναι 400 δισεκατομμύρια. Ανάλογος αριθμός θα πρέπει να υπάρχει και στα υπόλοιπα 200 δισεκατομμύρια γαλαξίες που υπάρχουν στο ορατό από εμάς Σύμπαν.
 
Η μελέτη, με επικεφαλής τον Takahiro Sumi από το πανεπιστήμιο της Osaka στην Ιαπωνία, δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.