Δευτέρα, 10 Απριλίου 2017

Επιστροφή στις ρίζες του ηλιακού συστήματος

disk_formation_planetsΟι πλανήτες σχηματίζονται σε δίσκους σκόνης και αερίου που περιβάλλουν τα νέα αστέρια. Μια ματιά στους τόπους γέννησης τους σημαίνει ότι κάνουμε ένα ταξίδι στο παρελθόν της γης και τα αδέλφια της. Τώρα, οι αστρονόμοι έχουν τη δυνατότητα να αποκτήσουν λεπτομερείς εικόνες των πρωτοπλανητικών δίσκων δύο άστρων χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη.
 
Η εικόνα αυτή που τραβήχτηκε με την κάμερα HiCIAO που κυνηγάει πλανήτες στο τηλεσκόπιο Subaru, δείχνει έναν δίσκο να περιβάλλει το νεαρό άστρο LkCa 15 (στο κέντρο σαν ένας σκοτεινός κύκλος), σε απόσταση 450 ετών φωτός από τη Γη. Στο εσωτερικό του δίσκου υπάρχει ένα φωτεινό λευκό τόξο ως ένα κενό μέσα στον δίσκο. Αυτό το ελλειπτικό κενό φαίνεται στην μια πλευρά, αποδεικνύοντας ότι δημιουργήθηκε από νέους πλανήτες που καθώς περιστρέφονται γύρω από το άστρο παρασύρουν την ύλη

Είναι η πρώτη φορά που οι δομές των δίσκων της σκόνης και του αερίου, παρόμοιου μεγέθους με αυτόν του δικού μας ηλιακού συστήματος, έχουν επιλύσει με ξεκάθαρο τρόπο ορισμένα ζητήματα του σχηματισμού του ηλιακού μας συστήματος, αποκαλύπτοντας χαρακτηριστικά, όπως δακτυλίους και τα κενά που σχετίζονται με το σχηματισμό των μεγάλων πλανητών. Οι παρατηρήσεις αυτές είναι μέρος μιας συστηματικής έρευνας για την αναζήτηση εξωπλανητών και δίσκων γύρω από νεαρά άστρα χρησιμοποιώντας μία τέλεια κάμερα υψηλής αντίθεσης, που έχει σχεδιαστεί ειδικά για το σκοπό αυτό.
 
Πλανητικά συστήματα σαν το δικό μας μοιράζονται μια ταπεινή καταγωγή καθώς είναι υποπροϊόντα του σχηματισμού των άστρων. Η βαρύτητα του νεογέννητου άστρου συγκεντρώνει τα εναπομείναντα αέρια και σκόνη μέσα σε ένα πυκνό πεπλατυσμένο δίσκο ύλης, σε τροχιά γύρω από το άστρο. Αλλά κάποιες συγκεντρώσεις υλικού στον δίσκο ‘σκουπίζουν’ όλο και περισσότερο υλικό γύρω τους, μέχρι η βαρύτητά τους να γίνει αρκετά ισχυρή ώστε να τα συμπιέσει στα αντικείμενα που γνωρίζουμε σήμερα ως πλανήτες. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια σημαντική πρόοδος τόσο με τις παρατηρήσεις (κυρίως έμμεσα) όσο και τη θεωρητική προσομοίωση των εν λόγω «πρωτοπλανητικών" δίσκων.
 
Δύο νέες παρατηρήσεις έχουν προσθέσει ενδιαφέροντα νέα στοιχεία, τα οποία αποκαλύπτουν κάποιες δομές που δεν είχαμε ποτέ δει προτού παρατηρηθούν άμεσα.
 
Μία από τις δύο μελέτες στοχεύουν το αστέρι LkCa 15 που βρίσκεται περίπου 450 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Ταύρου. Το άστρο αυτό έχει ηλικία μερικά εκατομμύρια χρόνια – ο Ήλιος μας είναι χίλιες φορές μεγαλύτερος. Από τις προηγούμενες παρατηρήσεις στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος οι επιστήμονες είχαν συμπεράνει την παρουσία ενός μεγάλου κενού στο κέντρο του πρωτοπλανητικού δίσκου. Οι νέες εικόνες δείχνουν το αστροφώς να λάμπει από την επιφάνεια του δίσκου, ενώ το ελλειπτικό σχήμα του χάσματος δεν είναι στο κέντρο με το αστέρι, αλλά φαίνεται μονόπλευρο.
 
«Η πιο πιθανή εξήγηση για το χάσμα του δίσκου στο  LkCa 15, και ιδίως η ασυμμετρία του, είναι ότι ένας ή περισσότεροι πλανήτες, που έχουν γεννηθεί πρόσφατα από το υλικό του δίσκου, έχει σαρώσει το αέριο και τη σκόνη κατά μήκος της τροχιάς τους», λέει ο Christian Thalmann του Ινστιτούτου Max Planck για την αστρονομία (MPIA).
 
Κατά περίεργο τρόπο, το χάσμα του δίσκου είναι αρκετά μεγάλο για να φιλοξενήσει τις τροχιές όλων των πλανητών του δικού μας Ηλιακού Συστήματος. Συνεπώς, είναι δελεαστικό να υποθέσουμε ότι το άστρο LkCa 15 μπορεί να είναι σε διαδικασία διαμόρφωσης ενός ολόκληρου πλανητικού συστήματος σαν το δικό μας. “Δεν έχουμε εντοπίσει ακόμα πλανήτες”, προσθέτει ο Thalmann. “Αλλά αυτό μπορεί να γίνει σύντομα."
 
Η δεύτερη παρατήρηση, στην Ιαπωνία, είχε σαν στόχο το αστέρι AB Aur στον αστερισμό Auriga, σε μια απόσταση 470 ετών φωτός από τη Γη. Αυτό το αστέρι είναι ακόμη νεότερο, με ηλικία μόλις ενός εκατομμυρίου χρόνων. Οι παρατηρήσεις αυτού του άστρου ήταν οι πρώτες που δείχνουν κάτι ανάλογο με το μέγεθος του δικού μας ηλιακού συστήματος.