Οι αέριοι γιγαντιαίοι πλανήτες σχηματίζονται γρηγορότερα  απ' ό,τι νομίζαμε

Από τη σελίδα ABC Online News, 29 Νοεμβρίου 2002

Οι αέριοι γίγαντες πλανήτες, όπως ο Δίας, μπορούν να έχουν σχηματισθεί σε λιγότερο από χίλια έτη - πολύ γρηγορότερα από όσο αρχικά θεωρούσαμε, σύμφωνα με μια νέα προσομοίωση του σχηματισμού πλανητών από  Ιταλούς και Καναδούς πλανητικούς επιστήμονες.

Η μελέτη από το Δρ Lucio Mayer του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ και τους Καναδούς συναδέλφους του δημοσιεύεται στην έκδοση του περιοδικού Science.

Σύμφωνα με το πρότυπο μοντέλο "προσαύξησης πυρήνων", οι πλανήτες αυξάνονται μέσω της συγκέντρωσης  υλικού σε δίσκους αερίου και σκόνης γύρω από τα νέα αστέρια. Σε αυτό το σενάριο, ένας γίγαντας αερίου όπως ο Δίας ή ο Κρόνος θα χρειάζονταν περισσότερο από ένα εκατομμύριο έτη για να πάρει αυτή τη μορφή.

Αλλά ο Mayer και οι συνάδελφοί του βρήκαν ότι οι "πρωτοπλανήτες" θα μπορούσαν να προκύψουν σε λιγότερο από χίλια έτη, εφ' όσον ο στροβιλισμένος δίσκος προσαύξησης παρέμεινε αρκετά ψυχρός για αρκετό καιρό.

Στο μοντέλο ο πρώτος πλανήτης δημιουργήθηκε γύρω σε 150 χρόνια", λέει ο ερευνητής Thomas Quinn, ένας αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Seattle.

Όταν φθάνει η ώρα του πλανητικού σχηματισμού, η πρότυπη θεωρία λέει ότι αυτός κρατάει αρκετά εκατομμύριο έτη ή ακόμη περισσότερο για τους στερεούς πυρήνες των αερίων γιγάντων όπως ο Δίας ή ο Κρόνος για να φτιαχτεί μια συμπαγής μάζα από τα κοσμικά συντρίμμια που περιστρέφονται γύρω από νέα αστέρια. Αφότου εμφανίζονται οι πυρήνες, σύμφωνα με τη θεωρία, χρειάζεται άλλο 1 εκατομμύριο έως 10 εκατομμύρια έτη για να περιτυλιχθούν με το αέριο.

Οι πρόσφατες έρευνες περίπου 1.000 αστεριών αποκαλύπτουν ότι περίπου 10 τοις εκατό αυτών έχουν σε τροχιά γίγαντες πλανήτες αερίου, με μέγεθος από τη μάζα του Δία έως και 10 φορές αυτού. "Εάν χρειάζονται εκατομμύρια έτη για να σχηματισθούν, τότε πιθανώς θα ήταν ένα πολύ σπάνιο φαινόμενο", λέει ο Quinn.

Το νέο μοντέλο από τον Quinn και τους συναδέλφους του προτείνει ότι οι περιστρεφόμενοι δίσκοι του αερίου, που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αστέρια, σπάζουν σε κομμάτια μόνο μετά από μερικές περιστροφές. Τα τεμάχια έπειτα γρήγορα αρχίζουν να συγχωνεύονται κάτι που οφείλεται στη βαρύτητα. "Εάν αυτό συμβαίνει πραγματικά πάνω εκεί στο διάστημα, τότε θα εξουσίαζε πιθανώς το τρόπο που σχηματίζονται οι πλανήτες".

Το συμπέρασμά τους βγήκε από τις υψηλής ευκρίνειας προσομοιώσεις, σε υπολογιστές, του σχηματισμού των πλανητών από τα κοσμικά συντρίμμια που περιβάλλουν ένα νέο αστέρι. Και υποστηρίζει μια ανταγωνιστική θεωρία ότι οι γιγαντιαίοι αέριοι πλανήτες σχηματίζονται περισσότερο όπως και τα αστέρια: από τον τεμαχισμό των μοριακών νεφών.

Σύμφωνα με το Δρ Charles Lineweaver, έναν αστροφυσικό στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Νέας Ουαλίας στο Σύδνεϋ, το έγγραφο υποστηρίζει μια μειοψηφούσα θεωρία ότι οι αέριοι γίγαντες, όπως Δίας, σχηματίζονται περισσότερο όπως τα μικρά αστέρια, παρά με τον τρόπο των βραχωδών πλανητών όπως η Γη και ο Άρης.

Πάντως, τα δύο μοντέλα - που περιγράφονται από τον Lineweaver ως "από τη βάση προς τα πάνω" (περισσότερο σαν πλανήτης) και "από την κορυφή προς τα κάτω" (περισσότερο σαν αστέρας) - ήταν και τα δύο σχετικά με το σχηματισμό των πλανητών.

"Μικροί πλανήτες όπως η Γη και ο Άρης διαμορφώνονται βεβαίως από μια διαδικασία "από κάτω προς τα πάνω", ενώ οι μεγάλοι πλανήτες όπως ο Δίας διαμορφώθηκε πιθανώς από ένα μίγμα και των δύο μοντέλων", αναφέρει ο Lineweaver. "Με άλλα λόγια, οι γίγαντες αερίου είναι στη μέση,  μεταξύ των πλανητών και των αστεριών."

Η μελέτη βοηθάει να εξηγηθεί γιατί τόσοι πολλοί εξωηλιακοί πλανήτες σαν το Δία έχουν ανακαλυφθεί να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αστέρια. Αυτοί ανήκουν σε πλανητικά συστήματα πολύ διαφορετικά από το δικό μας - με τους πλανήτες σαν το Δία πολύ κοντά στο γονικό αστέρι τους όπως ο Ερμής σε μας είναι κοντά στον ήλιό μας. Η προσομοίωση προτείνει ότι σχηματίζονται γρήγορα και μακριά από το γονικό αστέρι, αλλά τελικά μεταναστεύουν μέσα προς το κέντρο του αστρικού συστήματος.

Ο Lineweaver περιέγραψε τη μελέτη σαν σημαντική. "Μπορούμε να επιστρέψουμε και να δούμε πώς το ηλιακό μας σύστημα διαμορφώθηκε", τόνισε. "Όλοι περιμένουμε τα νέα τηλεσκόπια που θα μπουν σε τροχιά, ότι θα είναι σε θέση να δουν ηλιακά νέα συστήματα όπως το δικό μας, αλλά αυτό θα συμβεί σε 10 έτη τουλάχιστον. Στο μεταξύ, οι προσομοιώσεις επιτρέπουν σε μας να συμπεράνουμε πως συνέβησαν τα γεγονότα στο ηλιακό μας σύστημα".

Η προσομοίωση ήταν σημαντική επειδή είχε "πρωτοφανή ανάλυση", είπε, με το μεγαλύτερο αριθμό σωματιδίων σε έναν δίσκο συντριμμιών που είχε ποτέ διαμορφωθεί και που δίνει στην θεωρία "από πάνω προς τα κάτω" πολύ περισσότερη αξία.