Τέσσερις πλανήτες κινούνται με έναν τέλειο ρυθμό γύρω από ένα «κοντινό» αστέρι, που προορίζεται να διογκωθεί και τελικά να πεθάνει. Οι αστρονόμοι μοντελοποίησαν την αλλαγή των βαρυτικών δυνάμεων στο σύστημα όταν ο αστέρας μετατραπεί σε λευκό νάνο και είδαν ότι ο σημερινός τέλειος χορός των πλανητών είναι το προμήνυμα μιας εποχής χάους που θα κάνει τους πλανήτες να αναπηδούν όπως οι μπάλες σε ένα παιχνίδι φλίπερ.
Κατά την διάρκεια εκείνης της μελλοντικής εποχής, θα συγκρουστούν με τα συντρίμμια που βρίσκονται κοντά στο άστρο, προσφέροντας στους επιστήμονες μια εξήγηση για τον τρόπο που εξελίχθηκαν οι λευκοί νάνοι με «μολυσμένες» ατμόσφαιρες (δηλαδή με αυξημένη περιεκτικότητα σε στοιχεία βαρύτερα του υδρογόνου και του ήλιου σε σχέση με τα συνηθισμένα άστρα). Τα συμπεράσματα των αστρονόμων από τα Πανεπιστήμια του Exeter και του Warwick δημοσιεύονται στις Μηνιαίες Σημειώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Μ. Βρετανίας με κύριο συγγραφέα τον Δρ. Δημήτριο Βέρα του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου του Warwick.
Το σύστημα HR 8799 απέχει 135 έτη φωτός και περιλαμβάνει ένα αστέρι τύπου Α, ηλικίας 30-40 εκατομμυρίων ετών και τέσσερις ασυνήθιστα ογκώδεις πλανήτες, με μάζα κατά μέσο όρο πέντε φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Δία και σε τροχιές πολύ κοντινές μεταξύ τους. Το σύστημα περιέχει επίσης δύο δίσκους συντριμμιών (αστεροειδείς ή υπολείμματα διαλυμένων πρώην πλανητών), ο πρώτος μέσα από την τροχιά του εσωτερικού πλανήτη και ο δεύτερος έξω από τις τροχιές όλων των πλανητών. Οι τέσσερις πλανήτες είναι κλειδωμένοι σε έναν τέλειο ρυθμό έτσι ώστε καθώς απομακρυνόμαστε από το άστρο, ο καθένας να ολοκληρώνει την τροχιά του σε διπλάσιο χρόνο από τον γείτονά του. Οπότε για κάθε τροχιά του πιο μακρινού τέταρτου πλανήτη, ο τρίτος ολοκληρώνει δύο, ο δεύτερος τέσσερις και ο πρώτος οκτώ τροχιές.
Η επιστημονική ομάδα θέλησε να μάθει την μοίρα του συστήματος δημιουργώντας ένα μοντέλο και διερευνώντας αν κάτι μπορεί να προκαλέσει την αποσταθεροποίηση του τέλειου ρυθμού. Είδαν ότι ο συντονισμός που κλειδώνει τους τέσσερις πλανήτες στο ρυθμό τους είναι πιθανό να διατηρηθεί σταθερός για τα επόμενα 3 δισεκατομμύρια χρόνια, παρά τις επιπτώσεις των γαλαξιακών παλιρροιών και των στενών διελεύσεων άλλων αστεριών. Ωστόσο, θα καταστραφεί όταν το αστέρι μπει στη φάση κατά την οποία θα γίνει κόκκινος γίγαντας. Κατά την διάρκεια της φάσης αυτής θα διογκωθεί σε μέγεθος αρκετές εκατοντάδες φορές σε σχέση με το σημερινό μέγεθός του και θα εκτοξεύσει σχεδόν τη μισή μάζα του, καταλήγοντας τελικά ως λευκός νάνος. Κατά την δραματική αυτή εξέλιξη και την πορεία του άστρου προς το θάνατο, η σημερινή βαρυτική ισορροπία θα αλλάξει.
Το σύστημα θα γίνει εξαιρετικά χαοτικό και οι κινήσεις των πλανητών θα είναι αβέβαιες. Ακόμα και η αλλαγή της θέσης ενός πλανήτη κατά ένα εκατοστό στην αρχή της διαδικασίας μπορεί να αλλάξει δραματικά το αποτέλεσμα. Το σύστημα HR 8799 υπήρξε εμβληματικό για την εξωπλανητική επιστήμη από την ανακάλυψή του πριν από σχεδόν 13 χρόνια λόγω του τέλειου συντονισμού και οι επιστήμονες εντυπωσιάσθηκαν βλέποντας ότι η αρμονική κίνηση μετατρέπεται τελικά σε χαοτική.
Ο Δρ. Βέρας είπε: «Οι πλανήτες θα επηρεασθούν βαρυτικά ο ένας από τον άλλο με μη προβλέψιμο τρόπο. Σε μια περίπτωση, ο εσωτερικός πλανήτης εκτοξευόταν μακριά από το σύστημα. Με μια ελάχιστη τροποποίηση των αρχικών θέσεων το ίδιο μοντέλο έδειξε ότι ο τρίτος πλανήτης θα χαθεί στο διάστημα. Με μια ακόμα μικρή τροποποίηση ο δεύτερος και ο τέταρτος πλανήτης άλλαζαν θέσεις! Οποιοσδήποτε συνδυασμός είναι δυνατός με μόνο ελάχιστες αλλαγές στις αρχικές συνθήκες. Είναι τόσο μεγάλοι και τόσο κοντά ο ένας στον άλλο έτσι ώστε το μόνο πράγμα που τους κρατάει σε αυτόν τον τέλειο ρυθμό τώρα είναι οι θέσεις των τροχιών τους. Και οι τέσσερις είναι σαν να συνδέονται με μια αλυσίδα. Μόλις το αστέρι χάσει μάζα, η αλυσίδα καταστρέφεται και ο καθένας θα αρχίσει να επηρεάζεται απρόβλεπτα από τους υπόλοιπους».
Ανεξάρτητα από τις ακριβείς κινήσεις των πλανητών, ένα πράγμα για το οποίο είναι σίγουρη η ομάδα είναι ότι οι πλανήτες θα κινηθούν αρκετά μακριά από τις σημερινές τροχιές τους ώστε να αποσπάσουν υλικό από τους δίσκους συντριμμάτων του συστήματος και να το εκτοξεύσουν στην ατμόσφαιρα του αστεριού. Είναι αυτός ο τύπος συντριμμιών που οι αστρονόμοι εντοπίζουν και αναλύουν σήμερα σε συστήματα λευκών νάνων κάτι το οποίο υποδηλώνει ότι η ίδια ιστορία έχει επαναληφθεί εκατομμύρια φορές στον Γαλαξία μας. Ο Δρ. Βέρας προσθέτει: «Το πλανητικό σύστημα HR 8799 αντιπροσωπεύει μια πρόδρομη κατάσταση των μετέπειτα «μολυσμένων» συστημάτων λευκών νάνων που βλέπουμε σήμερα. Είναι μια απόδειξη της αξίας του υπολογισμού του μέλλοντος των πλανητικών συστημάτων, αντί να κοιτάμε μόνο το παρελθόν τους».
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Σχηματική παράσταση του συστήματος HR 8799. Κάτω δεξιά δίνεται συγκριτικά το μέγεθος της τροχιάς του πλανήτη Ποσειδώνα. Credit: NASA, ESA, and R. Soummer (STScI). (CC BY 2.0).
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: TOI-178: Ανακαλύφθηκαν έξι εξωπλανήτες να κινούνται με έναν ρυθμικό χορό!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου