Μια μυστηριώδης ομάδα εξωπλανητών, που
φαίνεται να έχουν μικρό μέγεθος αλλά ακραία πυκνότητα, δεν αποκλείεται
να είναι τα ζαρωμένα απομεινάρια γιγάντιων πλανητών σαν τον Δία, οι
οποίοι είχαν την ατυχία να παραψηθούν στη ζέστη των μητρικών τους
άστρων.
Η νέα θεωρία προτείνεται προκειμένου να εξηγήσει μια από πιο απρόσμενες ανακαλύψεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Kepler, το οποίο ειδικεύεται στην αναζήτηση μακρινών πλανητικών συστημάτων.
Το Kepler μπορεί συχνά να προσφέρει εκτιμήσεις για τη μάζα των εξωπλανητών που εντοπίζει, σπάνια όμως επιτρέπει τον υπολογισμό και της μάζας και του μεγέθους αυτών των σωμάτων -τις δύο παραμέτρους που απαιτούνται για τον υπολογισμό της πυκνότητας.
Τα παράδοξα αποτελέσματα
Σε ορισμένες όμως από τις σπάνιες περιπτώσεις που αυτό ήταν εφικτό, οι υπολογισμοί οδηγούσαν σε περίεργα αποτελέσματα: κάποιοι πλανήτες δείχνουν έχουν μέγεθος παρόμοιο με τη Γη, η μάζα τους όμως είναι δυσανάλογα μεγάλη -τόσο μεγάλη ώστε η πυκνότητά τους θα πρέπει να υπερβαίνει τον καθαρό σίδηρο.
Τα σημερινά μοντέλα για το σχηματισμό των πλανητών δεν μπορούν να εξηγήσουν τις παρατηρήσεις: «Δεν υπάρχει εξήγηση στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα» αναφέρει στο Νature.com ο Ολιβιέ Γκρασέ, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ναντ στη Γαλλία.
Η νέα θεωρία
Ο Γκράσε και οι συνεργάτες του διατύπωσαν τη νέα θεωρία σε συνέδριο που πραγματοποίησε η βρετανική Βασιλική Εταιρεία με θέμα τους εξωπλανήτες.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι υπέρπυκνοι εξωπλανήτες είναι οι «απολιθωμένοι» πυρήνες γιγάντιων πλανητών σαν τον Δία. Όπως συμβαίνει και στο Ηλιακό Σύστημα, οι πλανήτες αυτοί αποτελούνται κυρίως από αέρια όπως το υδρογόνο και το ήλιο. Επιπλέον, οι γίγαντες αυτοί σχηματίζονται συνήθως μακριά από τα μητρικά τους άστρα.
Φαίνεται όμως ότι ορισμένοι από αυτούς παρεκκλίνουν της τροχιάς τους λόγω της βαρυτικής αλληλεπίδρασης με άλλα σώματα του ίδιου συστήματος. Μπορούν έτσι να καταλήξουν κοντά στο μητρικό τους άστρο και να αρχίσουν να βράζουν από την ακραία ακτινοβολία.
Απολιθωμένοι πυρήνες
Σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους 6.000 βαθμούς Κελσίου, τα αέρια και πτητικά συστατικά της ατμόσφαιρας διαστέλλονται και τελικά χάνονται στο Διάστημα. Και, έπειτα από μερικές χιλιάδες χρόνια σε αυτόν τον φούρνο, το μόνο που απομένει είναι ο πυρήνας των γιγάντιων κάποτε πλανητών.
Οι πυρήνες αυτοί είναι λογικό να αποτελούνται από βαριά υλικά -σίδηρο, πυκνά πετρώματα- που είχαν βυθιστεί στο κέντρο του πλανήτη αμέσως μετά τον σχηματισμό του. Επιπλέον, οι πυρήνες σχηματίζονται κάτω από συνθήκες ακραίας πίεσης, επομένως τα υλικά τους μπορεί να είναι ασυνήθιστα συμπιεσμένα.
Τα απομεινάρια των παραψημένων γιγάντων μπορούν επομένως να έχουν το μέγεθος της Γης αλλά με πολύ μεγαλύτερη μάζα -ένα είδος πλανητών που πήραν το όνομα «υπερ-Γαίες».
Η θεωρία αυτή είναι ευλογοφανής, όπως σχολίασαν ανεξάρτητοι επιστήμονες, δεν μπορεί όμως να θεωρηθεί δεδομένη: Το Κepler σπάνια μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια τη μάζα και την ακτίνα των εξωπλανητών.
Πέρα όμως από την αβεβαιότητα στις μετρήσεις, οι πλανητολόγοι είναι πιθανό να μην έχουν κατανοήσει ακόμα πώς συμπεριφέρονται τα συστατικά των πλανητών σε ακραίες συνθήκες.
Κανείς εξάλλου δεν είναι σίγουρος για το τι κρύβεται στην καρδιά του Δία, του Κρόνου, του Ουρανού και του Ποσειδώνα -των αέριων γιγάντων του δικού μας Ηλιακού Συστήματος. Μια θεωρία που έχει προταθεί είναι ότι ο πυρήνας του Δία δεν αποτελείται κυρίως από σίδηρο, αλλά από καθαρό διαμάντι.
Η νέα θεωρία προτείνεται προκειμένου να εξηγήσει μια από πιο απρόσμενες ανακαλύψεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Kepler, το οποίο ειδικεύεται στην αναζήτηση μακρινών πλανητικών συστημάτων.
Το Kepler μπορεί συχνά να προσφέρει εκτιμήσεις για τη μάζα των εξωπλανητών που εντοπίζει, σπάνια όμως επιτρέπει τον υπολογισμό και της μάζας και του μεγέθους αυτών των σωμάτων -τις δύο παραμέτρους που απαιτούνται για τον υπολογισμό της πυκνότητας.
Τα παράδοξα αποτελέσματα
Σε ορισμένες όμως από τις σπάνιες περιπτώσεις που αυτό ήταν εφικτό, οι υπολογισμοί οδηγούσαν σε περίεργα αποτελέσματα: κάποιοι πλανήτες δείχνουν έχουν μέγεθος παρόμοιο με τη Γη, η μάζα τους όμως είναι δυσανάλογα μεγάλη -τόσο μεγάλη ώστε η πυκνότητά τους θα πρέπει να υπερβαίνει τον καθαρό σίδηρο.
Τα σημερινά μοντέλα για το σχηματισμό των πλανητών δεν μπορούν να εξηγήσουν τις παρατηρήσεις: «Δεν υπάρχει εξήγηση στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα» αναφέρει στο Νature.com ο Ολιβιέ Γκρασέ, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ναντ στη Γαλλία.
Η νέα θεωρία
Ο Γκράσε και οι συνεργάτες του διατύπωσαν τη νέα θεωρία σε συνέδριο που πραγματοποίησε η βρετανική Βασιλική Εταιρεία με θέμα τους εξωπλανήτες.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι υπέρπυκνοι εξωπλανήτες είναι οι «απολιθωμένοι» πυρήνες γιγάντιων πλανητών σαν τον Δία. Όπως συμβαίνει και στο Ηλιακό Σύστημα, οι πλανήτες αυτοί αποτελούνται κυρίως από αέρια όπως το υδρογόνο και το ήλιο. Επιπλέον, οι γίγαντες αυτοί σχηματίζονται συνήθως μακριά από τα μητρικά τους άστρα.
Φαίνεται όμως ότι ορισμένοι από αυτούς παρεκκλίνουν της τροχιάς τους λόγω της βαρυτικής αλληλεπίδρασης με άλλα σώματα του ίδιου συστήματος. Μπορούν έτσι να καταλήξουν κοντά στο μητρικό τους άστρο και να αρχίσουν να βράζουν από την ακραία ακτινοβολία.
Απολιθωμένοι πυρήνες
Σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους 6.000 βαθμούς Κελσίου, τα αέρια και πτητικά συστατικά της ατμόσφαιρας διαστέλλονται και τελικά χάνονται στο Διάστημα. Και, έπειτα από μερικές χιλιάδες χρόνια σε αυτόν τον φούρνο, το μόνο που απομένει είναι ο πυρήνας των γιγάντιων κάποτε πλανητών.
Οι πυρήνες αυτοί είναι λογικό να αποτελούνται από βαριά υλικά -σίδηρο, πυκνά πετρώματα- που είχαν βυθιστεί στο κέντρο του πλανήτη αμέσως μετά τον σχηματισμό του. Επιπλέον, οι πυρήνες σχηματίζονται κάτω από συνθήκες ακραίας πίεσης, επομένως τα υλικά τους μπορεί να είναι ασυνήθιστα συμπιεσμένα.
Τα απομεινάρια των παραψημένων γιγάντων μπορούν επομένως να έχουν το μέγεθος της Γης αλλά με πολύ μεγαλύτερη μάζα -ένα είδος πλανητών που πήραν το όνομα «υπερ-Γαίες».
Η θεωρία αυτή είναι ευλογοφανής, όπως σχολίασαν ανεξάρτητοι επιστήμονες, δεν μπορεί όμως να θεωρηθεί δεδομένη: Το Κepler σπάνια μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια τη μάζα και την ακτίνα των εξωπλανητών.
Πέρα όμως από την αβεβαιότητα στις μετρήσεις, οι πλανητολόγοι είναι πιθανό να μην έχουν κατανοήσει ακόμα πώς συμπεριφέρονται τα συστατικά των πλανητών σε ακραίες συνθήκες.
Κανείς εξάλλου δεν είναι σίγουρος για το τι κρύβεται στην καρδιά του Δία, του Κρόνου, του Ουρανού και του Ποσειδώνα -των αέριων γιγάντων του δικού μας Ηλιακού Συστήματος. Μια θεωρία που έχει προταθεί είναι ότι ο πυρήνας του Δία δεν αποτελείται κυρίως από σίδηρο, αλλά από καθαρό διαμάντι.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου