|
Προσομοιώσεις σε υπερυπολογιστή της NASA των δίσκων σκόνης γύρω από αστέρια
σαν τον Ήλιο μας, δείχνουν ότι μικροί πλανήτες σαν τον Άρη μπορεί να δημιουργούν
μοτίβα, που τα μελλοντικά τηλεσκόπια μπορεί να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν. Η
έρευνα οδηγεί προς ένα νέο δρόμο για την αναζήτηση κατοικήσιμων πλανητών.
Ένας πλανήτης με διπλάσια μάζα σαν τη Γη σχηματίζει μια δομή
δακτυλίου
από σκόνη σε αυτή την προσομοίωση. Αυξημένη πυκνότητα σκόνης ακολουθεί και
προηγείται του πλανήτη και προκαλεί περιοδικές λάμψεις
"Μπορεί να είμαστε σε μια φάση λίγο πριν μπορέσουμε να δούμε απευθείας
την εικόνα
πλανητών σαν τη Γη γύρω από άλλα αστέρια αλλά, προτού γίνει αυτό, θα
είμαστε σε θέση να
ανιχνεύσουμε όμορφους δακτυλίους που σμιλεύουν μέσα στη
διαπλανητικά σκόνη", λέει ο Christopher Stark, επικεφαλής της μελέτης
στο πανεπιστήμιο του Maryland, στο College Park.
Μαζί με τον Marc Kuchner στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard, ο Stark
μοντελοποίησε πώς 25.000 σωματίδια σκόνης
επηρεάστηκαν στην παρουσία ενός και μόνο πλανήτη - με μια μάζα σαν του Άρη
έως το πενταπλάσιο της Γης - που στρέφεται γύρω από ένα άστρο σαν του
Ήλιου. Χρησιμοποιώντας τον υπερυπολογιστή Thunderhead της NASA στο
Goddard, οι επιστήμονες έτρεξαν 120 διαφορετικές προσομοιώσεις, με διάφορα
μεγέθη σωματιδίων της σκόνης και μάζες του πλανήτη, όπως και με
διάφορες
τροχιακές αποστάσεις.
"Τα μοντέλα μας χρησιμοποίησαν δέκα φορές περισσότερα σωματίδια, από
τις
προηγούμενες προσομοιώσεις. Μας επιτρέπει έτσι να μελετήσουμε την αντίθεση
και τη μορφή των δομών του δακτυλίου," προσθέτει ο Kuchner. Από αυτά τα
δεδομένα, οι ερευνητές χαρτογράφησαν την υπογραφή της πυκνότητας, της φωτεινότητας,
και της θερμότητας που προκύπτουν από κάθε σειρά παραμέτρων.
"Δεν είναι ευρέως γνωστό ότι τα πλανητικά συστήματα - συμπεριλαμβανομένου
και του
δικού μας - περιέχει άφθονη σκόνη," προσθέτει ο Stark. "Εμείς πάμε να
βάλουμε τη σκόνη να δουλέψει για μας."
Μεγάλο μέρος της σκόνης στο ηλιακό μας σύστημα σχηματίζεται όταν
συγκρούονται οι αστεροειδείς και όταν οι κομήτες πέφτουν πάνω στον Άρη στο
εσωτερικό τμήμα του ηλιακού συστήματος, μέχρι τον Δία. Η σκόνη αντανακλά την
ηλιακή ακτινοβολία και μερικές φορές μπορεί να θεωρηθεί ως μια
λάμψη στον ουρανό - που ονομάζεται ζωδιακός φως - πριν την ανατολή ή μετά
τη δύση του ηλίου.
Τα υπολογιστικά μοντέλα υπολογίζουν πως αποκρίνεται η σκόνη στην βαρύτητα
και σε άλλες δυνάμεις, συμπεριλαμβανομένων και αυτών από τα άστρα και το φως.
Το φως δε των άστρων ασκεί μια ελαφρά έλξη στα μικρά σωματίδια, που τα κάνει να
χάνουν την τροχιακή ενέργεια τους και να ολισθαίνουν πιο κοντά στο άστρο.
"Τα σωματίδια κάνουν μια σπειροειδή τροχιά προς τα μέσα και στη συνέχεια
παγιδεύονται προσωρινά σε συντονισμούς με τον πλανήτη," εξηγεί ο Kuchner.
Ένας συντονισμός συμβαίνει κάθε φορά που η τροχιακή περίοδος ενός
σωματιδίου σε σχέση με την περίοδο του πλανήτη, είναι ένας μικρός αριθμός
- όπως δύο τρίτα ή πέντε έκτα.
Για παράδειγμα, αν ένα σωματίδιο σκόνης κάνει τρεις τροχιές γύρω
από το αστέρι κάθε φορά που ο πλανήτης κάνει μία, το σωματίδιο
επανειλημμένα, θα αισθανθεί μια επιπλέον βαρυτική έλξη στο ίδιο
σημείο της τροχιάς του. Κάποια στιγμή, αυτή η επιπλέον δύναμη μπορεί να
αντισταθμίσει την ισχύ της αντίθετης δύναμης από το φως του άστρου και η σκόνη μπορεί
να εγκατασταθεί σε λεπτές δακτυλιοειδείς δομές.
Ορισμένοι επιστήμονες σημειώνουν ότι η παρουσία μεγάλης ποσότητας σκόνης
μπορεί να αποτελεί εμπόδιο για την άμεση παρατήρηση πλανητών σαν τη Γη. Οι
μελλοντικές διαστημικές αποστολές - όπως το Διαστημικό
Τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ της NASA, που βρίσκεται υπό κατασκευή και η
εκτόξευση έχει
προγραμματιστεί για το 2013, όπως και η προτεινόμενη αποστολή Terrestrial Planet Finder
- θα μελετήσουν κοντινά αστέρια με δίσκους σκόνης. Τα μοντέλα που
δημιουργούνται από τους Stark και Kuchner δίνουν μια προεπισκόπηση
των δομών της σκόνης, που σηματοδοτούν την παρουσία άλλων κρυμμένων κόσμων
- πλανητών.
|
