Μικρό άστρο χωρίς βαριά στοιχεία γεννά αέριους πλανήτες

Πηγή: Indian News, 26 Μαΐου 2007

Επιστήμονες που μελετούν ένα άστρο το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 140 ετών φωτός από εμάς, ανακοίνωσαν άτι εντόπισαν να κινούνται γύρω του δύο πλανήτες, γεγονός που εξέπληξε τη διεθνή επιστημονική κοινότητα επειδή το άστρο αυτό δεν διαθέτει τα υλικά που απαιτούνται για τη δημιουργία πλανητών.

Το άστρο HD 155358 που βρίσκεται στον αστερισμό του Ηρακλή είναι μικρότερο σε μέγεθος από τον δικό μας ήλιο και λίγο πιο καυτό. Ωστόσο δεν διαθέτει όλα εκείνα τα στοιχεία - οξυγόνο, άνθρακας, σίδηρος και πυρίτιο - που αποτελούν δομικά υλικά για τη δημιουργία πλανητών, στοιχεία που διαθέτουν τα άστρα γύρω από τα οποία δημιουργούνται πλανητικά συστήματα.

Οι αστρονόμοι William Cochran και Michael Endl, με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου των 9.2 μέτρων Hobby-Eberly (HET) στο Παρατηρητήριο McDonald εντόπισαν δύο γίγαντες αερίου να κινούνται γύρω από ένα άστρο του οποίου η σύνθεση φαίνεται να μην ταιριάζει με τις θεωρίες περί σχηματισμού των πλανητών. Έτσι η ανακάλυψη θέτει νέα δεδομένα στις θεωρίες αυτές. Μάλιστα οι ειδικοί πιστεύουν ότι πιθανόν οι δύο πλανήτες να μην έχουν καθόλου στερεό πυρήνα, όπως ο Δίας και οι υπόλοιποι γνωστοί μας γίγαντες πλανήτες αερίου.

Οι Cochran και Endl, που παρακολουθούσαν το άστρο HD 155358 από το 2001, είχαν βρει ότι η ακτινική ταχύτητα του άστρου (ή η κίνηση του άστρου ως προς τη Γη), έδειχνε μια ταλάντευση, που πίστευαν ότι οφείλεται σε αόρατους συνοδούς του άστρου, που έλκουν τον πλανήτη.

Ο ένας πλανήτης είναι μόλις 10% μικρότερος από τον Δία και ο άλλος έχει το μισό μέγεθος του μεγαλύτερου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Οι δύο πλανήτες βρίσκονται τόσο κοντά ώστε οι βαρυτικές έλξεις τους «μπερδεύονται» μεταξύ τους, με τον έναν να «τραβά» τον άλλον σε ένα συνεχές κοσμικό γαϊτανάκι.

Οι ερευνητές συμπέραναν ότι η ηλικία του άστρου κατά προσέγγιση είναι 10 δισεκατομμύρια χρόνια, και διαπίστωσαν ότι ο πλανήτης που είναι σαν τον Δία είχε μια τροχιακή περίοδο 195 ημερών. Επίσης, ο πλανήτης αυτός βρίσκεται σε μια απόσταση 0,6 Au (1 Au είναι απόσταση γη - ήλιου ή 150 εκατομμύρια χλμ).

Ο άλλος πλανήτης (στο μισό μέγεθος του Δία) ολοκληρώνει την τροχιά του γύρω από το μητρικό άστρο HD 155358 σε 530 ημέρες, σε μια απόσταση 1,2 Au. Επισταμένες δε μελέτες αποκάλυψαν ότι οι τροχιές των δύο πλανητών δεν είναι κυκλικές.

Υπάρχουν δύο ανταγωνιστικά μοντέλα σχηματισμού ενός πλανήτη. Το ένα μοντέλο είναι γνωστό ως μοντέλο προσαύξησης του πυρήνα και το άλλο είναι ο μοντέλο αστάθειας του δίσκου. Και τα δύο μοντέλα αρχίζουν με ένα περιστρεφόμενο νέφος όπου σχηματίζεται στο κέντρο του ένα αστέρι. Καθώς αυτό περιστρέφεται, το νέφος πλαταίνει σχηματίζοντας έναν δίσκο. Με τον καιρό, η σκόνη στο δίσκο αρχίζει να συγκεντρώνεται μαζί για να σχηματίσει τους σπόρους που θα γίνουν τελικά πλανήτες. Εκεί όπου τα δύο μοντέλα διαφέρουν είναι από την άποψη του χρονοδιαγράμματος.

Στο μοντέλο της προσαύξησης του πυρήνα, σχηματίζεται σε δύο στάδια ένας πλανήτης παρόμοιος με τον Δία. Κατά τη διάρκεια, περίπου, ενός εκατομμυρίων ετών, σχηματίζεται ένας πρωτο-πλανητικός πυρήνας αρκετές φορές τη μάζα της Γης μέσω της συσσώρευσης στερεών υλικών από τη βαρύτητα. Όταν φθάσει ο πλανήτης σε αυτήν την μάζα, έχει αρκετή βαρύτητα για να τραβήξει έπειτα τεράστια ποσά αερίου πάνω του. Κατά τη διάρκεια αρκετών εκατομμυρίων ετών, γίνεται ένας γιγαντιαίος πλανήτης αερίου. Αυτό το μοντέλο στηρίζεται στα μεγάλα ποσά βαρέων στοιχείων που βρίσκονται στον δίσκο - και, φυσικά, πάνω στο άστρο - που σχηματίζουν τους πυρήνες.

Το ανταγωνιστικό μοντέλο του σχηματισμού των πλανητών, το μοντέλο της αστάθειας του δίσκου, υποστηρίζει ότι ο περιστρεφόμενος δίσκος του αερίου και της σκόνης γύρω από το σχηματιζόμενο άστρο γίνεται ασταθής πολύ σύντομα μετά από το σχηματισμό του δίσκου. Το γεγονός αυτό αναγκάζει το δίσκο να σπάσει σε μεγάλα κομμάτια. Η βαρύτητα μέσα σε κάθε μεγάλο κομμάτι υλικού μπορεί να αναγκάσει το αέριο να καταρρεύσει κάτω από τη βαρύτητά του, διαμορφώνοντας έτσι τους γιγαντιαίους πλανήτες σε λίγες εκατοντάδες χρόνια. 

Οι Cochran και Endl θεωρούν ότι το άστρο HD 155358 θα μπορούσε να έχει διαμορφώσει τους δύο πλανήτες είτε με τον έναν είτε με τον άλλο τρόπο σχηματισμού των πλανητών.