Αποκάλυψη των μυστικών του πλανητικού σχηματισμού

Από την σελίδα PhysicsWeb, 26 Φεβρουαρίου 2004

Μια ομάδα αστρονόμων στις ΗΠΑ πιστεύει ότι παρατήρησε ένα ηλιακό σύστημα στη φάση του σχηματισμού του. Ο Paul Kalas του πανεπιστημίου Καλιφόρνιας στο Μπέρκλευ και συνάδελφοι του στο Μπέρκλευ και στο πανεπιστήμιο της Χαβάης έχει ανακαλύψει ότι το άστρο AU Microscopium περιβάλλεται από έναν δίσκο στροβιλιζόμενης σκόνης. Επειδή, οι πλανήτες θεωρούνται ότι σχηματίζονται από τέτοιους δίσκους, η ανακάλυψη θα μπορούσε να ρίξει φως στην πλανητική εξέλιξη.

Είναι δε, πολύ σπάνιες οι άμεσες εικόνες των πρωτοπλανητικών δίσκων - που παράγονται πιθανώς από τους κομήτες και τους αστεροειδείς. Οι αστρονόμοι δημιούργησαν πριν 20 χρόνια μια πρώτη τέτοια εικόνα γύρω από το άστρο βήτα-Pictoris. Αυτό το άστρο έχει 2,5 φορές τη μάζα του ήλιου μας. Το άστρο AU Microscopium, αφ' ετέρου, έχει ακριβώς τη μισή ηλιακή μάζα. Και είναι το τέταρτο αστέρι που έχει φωτογραφηθεί κατ' αυτό τον τρόπο και μάλιστα είναι και το πιο κοντινό.

"Δεδομένου ότι το 85% όλων των άστρων στο Γαλαξία είναι άστρα με μικρή μάζα, όπως το AU Microscopium, ο δίσκος της σκόνης γύρω από αυτό το αστέρι μπορεί να μας αποκαλύψει  αρκετά μυστικά για το πώς εξελίσσεται η πλειοψηφία των πλανητικών συστημάτων", είπε ο Kalas. Και συνέχισε: "Οι περιαστρικοί δίσκοι είναι μια ένδειξη δημιουργίας πλανητών. Αυτό είναι το νεαρότερο και πλησιέστερο άστρο στο οποίο παρατηρήσαμε άμεσα φως που ανακλάται από τη σκόνη που παράγουν κομήτες και αστεροειδείς".

Ο Kalas και οι συνάδελφοι του έκαναν την ανακάλυψή τους χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο του Πανεπιστήμιου των 2,2-μέτρων της Χαβάης. Έτσι, παρατήρησαν μια υπερβολή στο υπέρυθρο φάσμα του AU Microscopium, ένα σημάδι που δείχνει ότι το αστέρι περιβάλλεται από έναν δίσκο της σκόνης.

Για να πάρουν, έπειτα, μια εικόνα του δίσκου, επειδή το έντονο φως του ίδιου του άστρου τους δυσκόλευε, χρησιμοποίησαν έναν στεμματογράφο για να μπλοκάρουν το φως του - μια συσκευή που χρησιμοποιούμε για να φωτογραφίζουμε και το στέμμα του ήλιου. Τότε, διαπίστωσαν ότι ο δίσκος επεκτείνεται γύρω από το άστρο, περίπου, 210 αστρονομικές μονάδες-AU. (1 Au είναι ίση με τη μέση απόσταση μεταξύ Γης και ήλιου). Αυτό σημαίνει ότι η ακτίνα του δίσκου είναι επτά φορές μεγαλύτερη από την απόσταση Ήλιου-Ποσειδώνα.

Σε ένα άλλο πείραμα, που πρόκειται να δημοσιευτεί στο Αστροφυσικό Περιοδικό, η ομάδα του Kalas υπολόγισε ότι ο δίσκος έχει μια τρύπα μέσα του, που εκτείνεται 17 AU από το άστρο. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό μπορεί να οφείλεται στην παρουσία ενός πλανήτη κοντά στο αστέρι. Ίσως πρόκειται για τον χώρο που καταλαμβάνει ένας νεογέννητος πλανήτης. Η τρύπα απέχει από το άστρο περίπου όσο ο πλανήτης Ουρανός από τον Ήλιο.

Για να εξετάσουν και να επιβεβαιώσουν ότι πράγματι αυτό συμβαίνει, ετοιμάζονται τώρα να συλλέξουν πιο καθαρές εικόνες του άστρου, χρησιμοποιώντας τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Spitzer.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι πλανήτες σχηματίζονται από τη συσσωμάτωση σκόνης και βράχων που κινούνται σε τροχιά γύρω από άστρα. Οι αστεροειδείς θα μπορούσαν να προσελκύσουν με το ασθενές βαρυτικό πεδίο τους όλο και περισσότερη σκόνη και να διογκωθούν τελικά σε σώματα στο μέγεθος της Γης. Οι αέριοι πλανήτες, όπως ο Δίας, ο Κρόνος και ο Ουρανός, σχηματίστηκαν αντίστοιχα από τη συγκέντρωση αερίων.

"Όταν βλέπουμε διάχυτο υπέρυθρο φως γύρω από ένα άστρο, το συμπέρασμα είναι ότι αυτό προκαλείται από κόκκους σκόνης που παράγονται από συγκρούσεις αστεροειδών και κομητών", αναφέρει ο Kalas.

"Επειδή το 85% όλων των άστρων είναι κόκκινοι νάνοι τύπου Μ, το άστρο παρέχει στοιχεία για το πώς σχηματίζεται και εξελίσσεται η πλειονότητα των πλανητικών συστημάτων.

Αν και μέχρι σήμερα έχουν ανακαλυφθεί πάνω από 100 πλανήτες εκτός του Ηλιακού Συστήματος, οι αστρονόμοι ελάχιστες φορές έχουν εντοπίσει άστρα με δίσκους σκόνης.

Το άστρο AU Microscopium είναι, περίπου, 33 έτη φωτός μακριά μας και ηλικίας, περίπου, 12 εκατομμυρίων  ετών. Για σύγκριση, ο ήλιος είναι κατά προσέγγιση 4,6 δισεκατομμυρίων ετών. Είναι δε ένας ερυθρός νάνος ή άστρο τύπου Μ. Η μάζα του είναι περίπου η μισή από του Ήλιου.