12 Ιαν 2014

Κόσμοι με δύο ήλιους

Κόσμοι με δύο ήλιους

Αν τα ηλιοβασιλέματα στη Γη είναι όμορφα, τα διπλά ηλιοβασιλέματα άστρων διαφορετικού χρώματος, με τις πορτοκαλί και κόκκινες σκιές που θα δημιουργούν, θα είναι οπωσδήποτε εξωτικά και ομορφότερα από την απεικόνισή τους στις ταινίες επιστημονικής φαντασίας. Ομως, για πολλά χρόνια παρέμενε το ερώτημα αν μπορούν πράγματι να υπάρξουν πλανήτες γύρω από διπλά συστήματα άστρων, κόσμοι που να φωτίζονται από δύο διαφορετικούς ήλιους.
Πολλοί αστρονόμοι έδιναν καταφατική απάντηση, εκτίμηση με την οποία άλλοι συνάδελφοί τους διαφωνούσαν. Σύμφωνα με τους δεύτερους, το βαρυτικό περιβάλλον γύρω από ένα ζευγάρι άστρων είναι πολύ χαοτικό, ακόμα και για να μπορέσουν να σχηματιστούν πλανήτες γύρω τους. Σε αντίθεση με τους πλανήτες που περιφέρονται γύρω από ένα μεμονωμένο άστρο, όπως συμβαίνει στο ηλιακό μας σύστημα, ένας πλανήτης που περιφέρεται γύρω από ένα ζευγάρι άστρων βρίσκεται υπό την επίδραση δύο βαρυτικών πεδίων. Καθώς τα άστρα περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο, οι δυνάμεις βαρύτητας που ασκούν στον πλανήτη μεταβάλλονται διαρκώς. Ακόμα κι αν μπορούσε να σχηματιστεί πλανήτης σε ένα τέτοιο δυναμικό περιβάλλον, η μακρόχρονη σταθερότητά του δεν θα ήταν εξασφαλισμένη. Θα μπορούσε να εξοβελιστεί από το σύστημα, ή να καταλήξει να συγκρουστεί με κάποιο από τα δύο άστρα. Αστρονομικές παρατηρήσεις διπλών άστρων (ζευγών αστεριών) είχαν δώσει κάποιες έμμεσες ενδείξεις για την ύπαρξη πλανητών γύρω τους, αλλά δεν υπήρχε κάποια άμεση παρατήρηση.
Απάντηση Κέπλερ
Η αποστολή του διαστημικού τηλεσκοπίου Κέπλερ της NASA οδήγησε στην ανακάλυψη χιλιάδων υποψήφιων εξωπλανητών με τη μέθοδο της διάβασης, που επικεντρώνεται στη μίνι έκλειψη όταν ένας πλανήτης περάσει μπροστά (ως προς τη Γη) από το άστρο του, εμποδίζοντας ένα μέρος από το φως του να φτάσει ως εμάς. Ομως, δύο χρόνια μετά την έναρξη της αποστολής δεν είχε ανακαλυφθεί κανένας πλανήτης γύρω από ζεύγος άστρων. Οι επιστήμονες που υποστήριζαν την άποψη ότι τέτοιοι πλανήτες πρέπει να υπάρχουν, άρχισαν να απογοητεύονται και να αυτοσαρκάζονται λέγοντας ότι ίσως θα έπρεπε να κάνουν μια δημοσίευση σχετικά με τη μη ύπαρξη πλανητών σε δυαδικά συστήματα.
Εξι μήνες αργότερα τα πράγματα άλλαξαν. Είχε ανακαλυφθεί ο Κέπλερ-16β. Λίγους μήνες αργότερα άλλη επιστημονική ομάδα είχε ανακαλύψει τους Κέπλερ-34β και Κέπλερ-34γ επίσης σε ένα δυαδικό σύστημα άστρων, αποδείχνοντας ότι αν και δεν πρόκειται για συνηθισμένο φαινόμενο, οι πλανήτες με δύο ήλιους δεν είναι και εντελώς σπάνιο φαινόμενο. Μια νέα κατηγορία πλανητικών συστημάτων καθιερώθηκε στα εγχειρίδια της αστρονομίας. Μέχρι σήμερα ο κατάλογος των πλανητών με δύο ήλιους που έχει ανακαλύψει το Κέπλερ περιέχει 7 μέλη και αυτός ο αριθμός ίσως διπλασιαστεί σύντομα. Σύμφωνα με υπολογισμούς με βάση τα ως τώρα δεδομένα, ενδέχεται μόνο στο Γαλαξία μας να υπάρχουν δεκάδες εκατομμύρια ανάλογοι πλανήτες.
Κρίσιμη ακτίνα
Αν τα δύο άστρα ενός δυαδικού συστήματος απέχουν πάρα πολύ μεταξύ τους, με περίοδο περιφοράς εκατοντάδων ετών, τότε επηρεάζουν ελάχιστα το ένα το άλλο και είναι σαν μεμονωμένα. Κάλλιστα μπορούν να υπάρχουν πλανήτες γύρω από το καθένα, οι οποίοι γενικά δεν θα επηρεάζονται πολύ από την ύπαρξη του δεύτερου άστρου, το οποίο θα φαίνεται στον ουρανό τους με λαμπρότητα πολύ μικρότερη από εκείνη του δικού τους άστρου. Αυτοί οι πλανήτες χαρακτηρίζονται ως τύπου S και δεκάδες του είδους τους ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία που πέρασε.
Τα πράγματα γίνονται πιο ενδιαφέροντα όταν τα άστρα του ζεύγους είναι τόσο κοντά το ένα στο άλλο, ώστε να πραγματοποιούν μια πλήρη περιφορά στη διάρκεια εβδομάδων ή ακόμη και ημερών. Για να έχει ένας πλανήτης σταθερή τροχιά σε ένα τέτοιο σύστημα, θα πρέπει να περιφέρεται γύρω και από τους δύο (γύρω από το κέντρο μάζας του ζεύγους). Αριθμητικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι η απόσταση του πλανήτη από τα άστρα πρέπει να είναι πέραν μιας ελάχιστης κρίσιμης απόστασης. Μικρότερη ακτίνα τροχιάς θα οδηγούσε σε αποσταθεροποίηση που είτε θα απέβαλλε τον πλανήτη μετατρέποντάς τον σε σκοτεινό αλήτη του Γαλαξία, είτε θα τον οδηγούσε στο «στομάχι» κάποιου από τα δύο άστρα. Η ελάχιστη ασφαλής ακτίνα πλανητικής τροχιάς είναι περίπου 2 με 3 φορές η μεταξύ των άστρων απόσταση. Αυτοί οι πλανήτες χαρακτηρίζονται ως τύπου P.
Χαρακτηριστική υπογραφή
Σε ένα σύστημα ενός άστρου - ενός πλανήτη, οι διαβάσεις γίνονται με περιοδικότητα μετρονόμου, γεγονός που διευκολύνει την ανακάλυψή τους. Η εισαγωγή ενός δεύτερου άστρου δημιουργεί ένα σύστημα τριών σωμάτων, περιπλέκοντας κατά πολύ τα πράγματα. Τα δύο άστρα κινούνται το ένα γύρω από το άλλο, σε αντίθεση με το σύστημα ενός άστρου, όπου το άστρο μπορεί να θεωρηθεί ως στατικό. Ετσι, στα δυαδικά συστήματα ο πλανήτης κάνει διάβαση μπροστά από ένα κινούμενο στόχο και άλλοτε περνάει μπροστά από το άστρο πιο γρήγορα και άλλοτε πιο αργά. Αν και μπορούν να προβλεφθούν με ακρίβεια (εφόσον είναι γνωστές οι μάζες και οι τροχιές των άστρων) οι διαβάσεις δεν είναι περιοδικές. Η διάρκεια της διάβασης αλλάζει ανάλογα με τη σχετική κίνηση πλανήτη και του άστρου μπροστά από το οποίο περνάει. Αν ο πλανήτης και το άστρο κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση, τότε η διάβαση είναι λίγο μεγαλύτερη σε διάρκεια απ' ό,τι όταν το άστρο βρεθεί στο άλλο άκρο της δικής του τροχιάς γύρω από το σύντροφό του, οπότε ο πλανήτης και το άστρο κινούνται αντίθετα. Αυτές οι διακυμάνσεις κάνουν δύσκολο τον εντοπισμό των πλανητών τύπου P, αλλά από την άλλη μεριά είναι η χαρακτηριστική υπογραφή τους, που δεν αφήνει ανοιχτή καμία άλλη ερμηνεία των παρατηρήσεων.
Μέχρι την αχρήστευσή του πριν από αρκετούς μήνες λόγω βλάβης, το Κέπλερ, που παρατηρούσε μόνο μια στενή λωρίδα ουρανού αναζητώντας τη χαρακτηριστική εξασθένιση της φωτεινότητας των άστρων λόγω διάβασης, είχε εντοπίσει μεταξύ άλλων και 2.000 άγνωστα ως τότε συστήματα διπλών άστρων που εμφανίζουν έκλειψη, ακόμα και ένα τριαδικό σύστημα, δηλαδή ένα σύστημα τριών άστρων που περιφέρονται το καθένα γύρω από τα άλλα δύο και στο επίπεδο περιφοράς τους τυχαίνει να βρίσκεται και η Γη (γι' αυτό είναι ορατές από εμάς οι εκλείψεις). Ενας πλανήτης γύρω από τριαδικό σύστημα άστρων είναι πολύ πιθανό να έχει τον περισσότερο καιρό μόνο μέρα (λιγότερο ή περισσότερο φωτεινή ανάλογα με το αν στον ουρανό βρίσκεται ένας, δύο ή τρεις ήλιοι). Ακόμα περισσότερο απ' ό,τι στους πλανήτες δυαδικών συστημάτων τύπου P, οι νύχτες θα είναι ακανόνιστα μεταβαλλόμενης διάρκειας και η ημερομηνία και ώρα της δύσης όλων των ήλιων το ίδιο ακανόνιστη. Η κατασκευή του ημερολογίου σε ένα τέτοιο πλανήτη θα είναι πολύ πιο δύσκολη υπόθεση απ' ό,τι στη δική μας Γη.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Τέρμπα πια στις αυταπάτες ή με τους καλοντυμένους ή χωρίς γραβάτες – Ωδή Νιόνιου στο Μητσοτάκη

Κατιούσα Η συνύπαρξη Παύλου Τσίμα και Διονύση Σαββόπουλου στον αέρα της εκπομπής του πρώτου  “Α...

TOP READ