|
Στις διαστημικές ταινίες Star Wars οι φανταστικοί πλανήτες καλύπτονται με δάση, ωκεανούς,
έρημους,
και ηφαίστεια. Αλλά τα νέα υπολογιστικά μοντέλα από μια ομάδα του MIT, της NASA, και
επιστημόνων του Carnegie αρχίζουν να περιγράφουν ένα ευρύ φάσμα πλανητών
στο μέγεθος της Γης, που οι αστρονόμοι μπορεί να είναι σε θέση να βρουν
στο εγγύς μέλλον στην κοσμική γειτονιά μας.
Η Sara Seager, του Τεχνολογικού Ιδρύματος της Μασαχουσέτης (MIT),
ο Marc
Kuchner, του Κέντρου Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA,
η Catherine Hier-Majumder, του Ιδρύματος Carnegie της Ουάσιγκτον
(που δυστυχώς απεβίωσε στα 32 της), και ο Burkhard Militzer του Carnegie, έχουν δημιουργήσει
μοντέλα
για 14 διαφορετικούς τύπους βραχωδών πλανητών που μπορεί να υπάρχουν στο Γαλαξία
μας.
Καλλιτεχνική απεικόνιση ενός πλανήτη σαν τη Γη
γύρω από ένα άλλο αστέρι.
Οι 14 τύποι έχουν διάφορες συνθέσεις, και η επιστημονική ομάδα υπολόγισε
το μέγεθος του κάθε πλανήτη για μια δεδομένη μάζα. Μερικοί είναι από καθαρό
υδάτινο πάγο, άνθρακα, σίδηρο, πυριτικά άλατα, μονοξείδιο του άνθρακα, και
καρβίδιο του πυριτίου. Άλλοι είναι μίγματα αυτών των διαφόρων ενώσεων. Η ομάδα υιοθέτησε μια διαφορετική μέθοδο από τις προηγούμενες μελέτες.
Αντί να υποθέσουν ότι οι πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια είναι μικρότερες ή
μεγαλύτερες εκδόσεις των γνωστών πλανητών στο ηλιακό σύστημά μας, θεώρησαν όλους
τους τύπους των πλανητών που μπορεί να είναι πιθανοί, με δεδομένα ό,τι ξέρουν
οι αστρονόμοι για τη
σύνθεση των πρωτοπλανητικών δίσκων γύρω από τα νέα αστέρια.
"Έχουμε μάθει ότι οι εξωηλιακοί γιγάντιοι πλανήτες διαφέρουν συχνά
αρκετά από τους γνωστούς μας πλανήτες, έτσι αφήσαμε τη φαντασία μας να
τρέξει και να βρει όλα τα πιθανά μοντέλα μικρότερων πλανητών", λέει ο Kuchner. "Παραδείγματος χάριν, οι πλανήτες
από άνθρακα και οι
πλανήτες από μονοξείδιο του άνθρακα μπορεί να ευνοούνται από αστέρια, όπως
είναι οι
λευκοί νάνοι και τα πάλσαρ, ή να σχηματίζονται σε δίσκους πλούσιους σε
άνθρακα, όπως αυτόν γύρω από το άστρο βήτα Pictoris (ενός μικρού
αστερισμού του Νότιου ημισφαιρίου που σημαίνει Ζωγράφος). Αλλά τελικά,
χρειαζόμαστε παρατηρήσεις για να μας δώσουν τις απαντήσεις."
Η ομάδα υπολόγισε πώς η βαρύτητα θα συμπίεζε τους πλανήτες με διάφορες
συνθέσεις. Τα προκύπτοντα μοντέλα σε υπολογιστές προβλέπουν τη διάμετρο ενός
πλανήτη για μια δεδομένη σύνθεση και μάζα. Παραδείγματος χάριν, ένας
πλανήτης με τη μάζα της Γης φτιαγμένος από καθαρό νερό θα είναι διαμέτρου περίπου
15.000 χιλιόμετρα, ενώ ένας πλανήτης από σίδηρο με την ίδια μάζα θα είναι
διαμέτρου, περίπου, 5.000 χιλιόμετρα μόνο. Για σύγκριση, η Γη μας, που αποτελείται
συνήθως από πυριτικά άλατα, είναι 13.000 χιλιόμετρα στον ισημερινό της.
Μερικά από αυτά τα αποτελέσματα αναμένονταν, όπως το γεγονός ότι οι πλανήτες
από καθαρό νερό (παρόμοιοι με τα φεγγάρια των εξωτερικών πλανητών στο
ηλιακό σύστημά μας, οι οποίοι αποτελούνται συνήθως από τον υδάτινο πάγο)
ήταν λιγότερο πυκνοί από τους στερεούς πλανήτες, και οι καθαροί πλανήτες
από σίδηρο είναι οι πυκνότεροι. Αλλά υπήρχαν και μερικές εκπλήξεις. Η ομάδα
ανακάλυψε ότι δεν έπαιζε ρόλο το υλικό από το οποίο αποτελείται ένας πλανήτης,
για τη σχέση
μάζας/διαμέτρου.
"Όλα τα υλικά συμπιέζονται με παρόμοιο τρόπο λόγω της δομής των στερεών",
εξηγεί Seager. "Εάν συμπιέζετε έναν βράχο, τίποτα σημαντικό δεν συμβαίνει
έως
ότου φθάσετε σε κάποια κρίσιμη πίεση, που τότε συντρίβεται. Οι πλανήτες
συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο, αλλά αντιδρούν στις διαφορετικές πιέσεις
ανάλογα με τη σύνθεση. Το γεγονός αυτό είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός
για τη
θεμελιώδη κατανόηση των πλανητών μας."
Η ομάδα ελπίζει ότι αυτά τα μοντέλα θα παραγάγουν νέες ιδέες για τις
συνθέσεις των πλανητών, όταν θα αρχίσουν οι αστρονόμοι να βρίσκουν
πλανήτες σαν τη Γη γύρω από άλλα αστέρια. Αποστολές όπως ο γαλλικός δορυφόρος Corot, που προωθήθηκε
στις 27 Δεκεμβρίου του 2006, και το διαστημικό σκάφος Kepler της NASA, που σχεδιάζεται να προωθηθεί το 2009, μπορούν να βρου πλανήτες όχι πολύ μεγαλύτερους από τη
Γη, παρατηρώντας το τυχόν
πέρασμα τους μπροστά από τα μητρικά αστέρια τους, ένα γεγονός γνωστό ως
διέλευση. Με τις διελεύσεις οι αστρονόμοι βρίσκουν το μέγεθος του πλανήτη, και οι
μελέτες που ακολουθούν μπορούν να μετρήσουν τη μάζα του. Με τη σύγκριση του
μεγέθους και της μάζας ενός πλανήτη, οι αστρονόμοι θα είναι σε θέση να
καθορίσουν εάν είναι συνήθως από υδάτινο πάγο ή από σίδηρο, παραδείγματος
χάριν.
Όμως οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν τη μέθοδο της διέλευσης θα βρουν
δυσκολίες στην καλύτερη των περιπτώσεων να διακρίνουν έναν πλανήτη από πυριτικά
άλατα από έναν πλανήτη με άνθρακα, επειδή είναι σχεδόν ίδιου μεγέθους για μια
δεδομένη μάζα. "Για να κάνουμε αυτήν την λεπτότερη διάκριση, θα
χρειαστούμε κάποια βοήθεια από τον αντικαταστάτη του Χάμπλ το το
διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA ή τον Επίγειο Ανιχνευτή Πλανητών
(Terrestrial
Planet Finder)", εξηγεί ο Kuchner. "Με αυτά τα
όργανα, θα μπορούσαμε να πάρουμε τα φάσματα των πλανητών με τη μάζα της
Γης, που θα μας πουν για τις χημείες τους."
Η εργασία της ομάδας θα εμφανιστεί στις
20 Οκτωβρίου στο περιοδικό Astrophysical Journal. |
