Επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη εξωπλανήτη γύρω από διπλό σύστημα αστέρων

2,9K

Ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής τον Amaury Triaud του Πανεπιστήμιου του Μπέρμιγχαμ, εντόπισε ένα σπάνιο είδος εξωπλανήτη, χρησιμοποιώντας επίγειο τηλεσκόπιο. Πρόκειται για τον εξωπλανήτη Kepler-16b, ο οποίος περιφέρεται γύρω από δύο αστέρες, σε απόσταση 245 ετών φωτός από τη Γη. Οι δύο αστέρες αποτελούν διπλό αστρικό σύστημα και περιφέρονται ο ένας γύρω από τον άλλον, ενώ ο Kepler-16b κινείται εξωτερικά των τροχιών τους. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ο εξωπλανήτης αρχικά ανακαλύφθηκε το 2011 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler με τη μέθοδο των διαβάσεων. Πρόσφατα, η ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ πραγματοποίησε την πρώτη παρατήρηση του πλανήτη με χρήση επίγειου τηλεσκοπίου. Το τηλεσκόπιο αυτό βρίσκεται στο παρατηρητήριο Observatoire de Haute-Provence, στη Γαλλία, ενώ η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε αυτή τη φορά ήταν η μέθοδος των ακτινικών ταχυτήτων.

Ο στόχος της παρατήρησης, Kepler-16b, είναι ένας ιδιαίτερος εξωπλανήτης, σε ένα πλανητικό σύστημα που κέντρισε το ενδιαφέρον των ερευνητών από την ανακάλυψή του. Η ύπαρξη ενός πλανήτη που περιφέρεται γύρω από δύο αστέρες είναι δύσκολο να ερμηνευθεί με το κυρίαρχο μοντέλο για την δημιουργία πλανητικών συστημάτων. Σύμφωνα με αυτό, όλα ξεκινούν από ένα νέφος αερίου και σκόνης που καταρρέει υπό την βαρύτητά του, δημιουργώντας «πυκνώματα» σε ορισμένες περιοχές του. Το κεντρικό πύκνωμα έχει την μεγαλύτερη συγκέντρωση υλικού και οδηγεί στον σχηματισμό ενός «πρωτοαστέρα»₂. Λόγω της ήδη υπάρχουσας στροφορμής, δημιουργείται γύρω από τον πρωτοαστέρα ένας δίσκος αερίων και σκόνης, ο οποίος περιφέρεται γύρω του. Από αυτά τα υλικά θα προκύψουν τελικά οι πλανήτες. Πώς προκύπτει όμως ένας πλανήτης που περιφέρεται γύρω από διπλό σύστημα αστέρων; Σύμφωνα με την επικρατέστερη υπόθεση ο πλανήτης έχει δημιουργηθεί εκτός του συστήματος και κατέληξε σ’ αυτό λόγω της βαρυτικής έλξης των αστέρων.

Ο πλανήτης έχει μάζα παρόμοια με του πλανήτη Κρόνου και αποτελείται κυρίως από αέρια, πάγο και νερό. Η θερμοκρασία του είναι κοντά στους -85 °C, ενώ η διάμετρός του είναι ίση με το 77% της διαμέτρου του Κρόνου. Τα δύο άστρα, γύρω από τα οποία περιφέρεται κάθε 225 γήινες ημέρες, είναι μικρότερα από τον Ήλιο και έχουν μάζες 68% και 20% της ηλιακής μάζας αντίστοιχα. Ο Kepler-16b αποτελεί τον πρώτο επιβεβαιωμένο πλανήτη που ανακαλύφθηκε γύρω από ένα διπλό αστρικό σύστημα. Το παρακάτω poster της NASA είναι ενδεικτικό του ενθουσιασμού που προκάλεσε αυτή η ανακάλυψη.

Η νέα παρατήρηση του Kepler-16b, αν και λαμβάνει χώρα 11 χρόνια μετά την ανακάλυψή του, είναι σημαντική, καθώς πρόκειται για την πρώτη φορά που επίγειο τηλεσκόπιο κατάφερε να ανιχνεύσει τον εν λόγω εξωπλανήτη. Τα διαστημικά τηλεσκόπια, που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη και έξω από την ατμόσφαιρά της, λειτουργούν σε σαφώς καλύτερες συνθήκες παρατήρησης, αλλά έχουν και μεγαλύτερο κόστος. Η ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ έδειξε ότι τα επίγεια τηλεσκόπια μπορούν να συναγωνιστούν τα διαστημικά, επιτυγχάνοντας αντάξια αποτελέσματα με μικρότερο κόστος.

Η μέθοδος των διαβάσεων

Όταν ένας εξωπλανήτης κινείται στην τροχιά του, μπορεί να βρεθεί σε θέση ανάμεσα στη Γη και στο άστρο του. Τότε, «κρύβει» ένα τμήμα του δίσκου του άστρου, με αποτέλεσμα να φτάνει στη Γη μικρότερη ποσότητα ακτινοβολίας απ’ ότι συνήθως. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «διάβαση» και η διαφορά φωτεινότητας είναι δυνατό να ανιχνευθεί με ευαίσθητα φωτόμετρα, όπως αυτό του διαστημικού τηλεσκοπίου Kepler. Όταν παρατηρούνται τέτοιου είδους περιοδικές αυξομειώσεις στην φωτεινότητα του άστρου, υποθέτουμε ότι μπορεί να οφείλονται στην ύπαρξη εξωπλανήτη γύρω από αυτό. Ακόμη, από το ποσοστό μείωσης της φωτεινότητας, την περιοδικότητα και την διάρκεια της διάβασης υπάρχει η δυνατότητα να εξαχθούν πληροφορίες για το μέγεθος και την τροχιά του εξωπλανήτη. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή δεν μπορεί να προσφέρει αποτελέσματα παρά μόνο εάν το παρατηρούμενο σύστημα είναι προσανατολισμένο κατάλληλα, ώστε να βλέπουμε την πλάγια όψη του συστήματος. Υπολογίζεται ότι περίπου στο 10% των πλανητικών συστημάτων εκτελούνται διαβάσεις παρατηρήσιμες από τη Γη.

Η μέθοδος των ακτινικών ταχυτήτων

Η μέθοδος των ακτινικών ταχυτήτων βασίζεται στα αποτελέσματα της βαρυτικής αλληλεπίδρασης πλανήτη-άστρου και στην ικανότητά μας να μετρήσουμε μικρές μεταβολές στην ταχύτητα και την τροχιά του άστρου. Ο πλανήτης και το άστρο αποτελούν ένα σύστημα σωμάτων, που αλληλεπιδρούν βαρυτικά. Δηλαδή, ασκούν βαρυτική δύναμη το ένα στο άλλο. Συνεπώς, δεν κινείται μόνο ο πλανήτης γύρω από το άστρο, αλλά περιφέρονται και τα δύο σώματα γύρω από το κοινό κέντρο μάζας του συστήματος. Ο αστέρας, έχοντας πολύ μεγαλύτερη μάζα από τον πλανήτη, εκτελεί κίνηση με πολύ μικρότερη ακτίνα₁. Καθώς το αστέρι εκτελεί αυτή την κίνηση, άλλοτε φαίνεται να κινείται προς τη Γη και άλλοτε να απομακρύνεται από αυτήν. Λόγω του φαινομένου Doppler, όταν ένα σώμα πλησιάζει προς τη Γη, παρατηρούμε μετατόπιση των φασματικών γραμμών στο φάσμα του προς το ιώδες (μικρότερα μήκη κύματος), ενώ όταν απομακρύνεται, προς το ερυθρό (μεγαλύτερα μήκη κύματος). Έτσι, παρατηρώντας το αστέρι και αναγνωρίζοντας αυτή την περιοδική μετατόπιση των φασματικών γραμμών στο φάσμα του, συμπεραίνουμε ότι υπάρχει κάποιο άλλο σώμα που του ασκεί βαρυτική δύναμη και προκαλεί την κίνηση αυτή. Υπάρχουν, δηλαδή, ένας ή περισσότεροι πλανήτες γύρω από τον αστέρα.

Οι ερευνητές συνεχίζουν την προσπάθειά τους για ανίχνευση εξωπλανητών με επίγεια τηλεσκόπια. Η παρατήρηση και η μελέτη άλλων πλανητικών συστημάτων ίσως βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση της διαδικασίας σχηματισμού τους.

Για περισσότερα σχετικά με τις δύο μεθόδους ανακάλυψης εξωπλανητών δείτε το βίντεο “Πώς ανακαλύπτουμε εξωπλανήτες;“

1. Ενδεικτικά, η αντίστοιχη μετατόπιση που προκαλεί η Γη στον Ήλιο είναι περίπου 500 χιλιόμετρα, ενώ η τροχιά της έχει ακτίνα 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

2.Θα ξεκινήσει να θεωρείται αστέρας όταν αρχίσει η πυρηνική σύντηξη στο εσωτερικό του.