Μια αστρική πτήση πριν από 3 εκατομμύρια χρόνια μπορεί να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τη μορφή του ηλιακού μας συστήματος

Ασυνήθιστες πτυχές του ηλιακού μας συστήματος - συμπεριλαμβανομένης της παρουσίας ενός πιθανού Πλανήτη 9 μακριά από τον Ήλιο - μπορεί να είναι αποτέλεσμα της στενής προσέγγισης ενός άλλου αστεριού κατά την παιδική του ηλικία.

Άλλες πτυχές του ηλιακού συστήματος - όπως ένα σύννεφο κομητών που περιβάλλει και οι περίεργες τροχιές των πλανητών νάνων - μπορεί επίσης να είναι αποτέλεσμα της στενής αλληλεπίδρασης που ρίχνει τα πράγματα helter-skelter.

Η ερώτηση είναι; είναι τέτοια αστρικά μύγα ικανά να χτυπήσουν πλανήτες, κομήτες και αστεροειδείς καθώς και να αλλάξουν ολόκληρα πλανητικά συστήματα;

Το δυαδικό αστέρι HD 106906 φιλοξενεί έναν μυστηριώδη, ασύμμετρο δίσκο cometary dust και έναν γιγαντιαίο εξωπλανήτη HD 106906 b που βρίσκεται πολύ μακριά από το δυαδικό και το δίσκο. Τα στενά flybys από άλλα αστέρια θα μπορούσαν να διαταράξουν τη βαρύτητα του πλανήτη και οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα δύο φωτεινά αστέρια πάνω δεξιά πέρασαν κοντά στο HD 106906 περίπου πριν από 3 Myr χρόνια. (Paul Kalas, UC Berkeley)

Οι αστρονόμοι του Πανεπιστημίου του Μπέρκλεϋ και του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ πιστεύουν ότι έχουν βρει αποδείξεις για μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα σε ένα μακρινό δυαδικό σύστημα το οποίο συζητούν σε μια νέα εφημερίδα που δημοσιεύθηκε στο The Astronomical Journal.

Στο εν λόγω σύστημα - το HD 106906 που βρίσκεται περίπου 300 έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Crux - ένας πλανήτης σε τροχιά γύρω από ένα νεαρό δυαδικό αστέρι μπορεί να έχει ενοχληθεί από ένα άλλο ζευγάρι αστεριών που έπεσαν πολύ κοντά στο σύστημα μεταξύ 2 και 3 πριν από εκατομμύρια χρόνια, αμέσως μετά τον πλανήτη που σχηματίστηκε από έναν δίσκο σκόνης και αερίου

Εάν επιβεβαιωθεί, αυτό ενισχύει τα επιχειρήματα ότι οι στενές αστρικές απώλειες βοηθούν στη χάραξη πλανητικών συστημάτων και μπορεί να καθορίσουν εάν φιλοξενούν ή όχι πλανήτες με σταθερές τροχιές.

Ο Paul Kalas, επικουρικός καθηγητής αστρονομίας του Μπέρκλεϊ του UC, λέει: «Ένα από τα μυστήρια που προκύπτουν από τη μελέτη των εξωπλανητών είναι ότι βλέπουμε συστήματα όπου οι πλανήτες δεν είναι ευθυγραμμισμένοι, παρόλο που γεννιούνται σε έναν επίπεδο, κυκλικό δίσκο.

«Ίσως ένα κοσμικό τσουνάμι να χτυπήσει αυτά τα συστήματα και να τακτοποιήσει τα πάντα για αυτά, αλλά δεν έχουμε αποδείξεις. Η εργασία μας δίνει σπάνια στοιχεία παρατήρησης για ένα από αυτά τα flybys που επηρεάζουν απαλά ένα από τα πλανητικά συστήματα του γαλαξία. "

Οι αστρονόμοι ήδη αναζητούν ένα αστρικό μύγα στο παρελθόν του ηλιακού μας συστήματος, αλλά καθώς αυτό πιθανότατα συνέβη πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, τα περισσότερα στοιχεία έχουν κρυώσει. Το αστρικό σύστημα που μελετήθηκαν οι αστρονόμοι, ταυτοποιήθηκε μόνο με τον αριθμό HD 106906 και εντοπίστηκε περίπου 300 έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Crux, είναι πολύ νεαρό, μόλις 15 εκατομμυρίων ετών.

Τα περασμένα αστέρια μπορεί να έχουν επηρεάσει το νεαρό μας ηλιακό σύστημα, που αντιπροσωπεύουν τις μακρινές τροχιές των κομητών στο σύννεφο Oort, τα αντικείμενα Kuiper Belt όπως το Sedna και τον υποθετικό Planet Nine. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε από τους αστρονόμους Robert De Rosa και Paul Kalas παρουσιάζει την ανακάλυψη δύο αστεριών που πέταξαν από το δυαδικό αστέρι HD 106906, εξηγώντας πιθανώς γιατί ο απομακρυσμένος γίγαντας του αερίου HD 106906 b παραμένει σε σταθερή τροχιά αντί να γίνει ένα διαστρικό αντικείμενο ως «Oumuamua (Paul Kalas, UC Berkeley)

Αστρικοί πετούν, απατεώνες και νομαδικοί πλανήτες

Ο Kalas - που μελετά νεαρά, νεοσυσταθέντα πλανητικά συστήματα για να προσπαθήσει να καταλάβει τι συνέβη τα πρώτα χρόνια του δικού μας ηλιακού συστήματος - επικεντρώθηκε για πρώτη φορά στο HD 106906 το 2015 αφού βρέθηκε να έχει έναν τεράστιο πλανήτη σε μια εξαιρετικά ασυνήθιστη τροχιά.

Ο πλανήτης, που ονομάζεται HD 106906 b, έχει μάζα περίπου 11 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Δία, και περιστρέφεται σε τροχιά HD 106906 - πρόσφατα αποκαλύφθηκε ότι είναι δυαδικό αστέρι - σε τροχιά 738 φορές μεγαλύτερη από τη Γη και έστρεψε περίπου 21 μοίρες από το επίπεδο του δίσκος που περιέχει όλο το άλλο υλικό γύρω από το αστέρι.

Ο Κάλας χρησιμοποίησε τόσο το Gemini Planet Imager στο Τηλεσκόπιο Δίδυμοι στις Χιλιές Άνδεις όσο και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble για να δουν πιο προσεκτικά το HD 106906 και ανακάλυψαν ότι το αστέρι έχει και μια μονόπλευρη ζώνη κομήτη. Η περίεργη τροχιά του πλανήτη και το γεγονός ότι ο ίδιος ο δίσκος σκόνης είναι ασύμμετρος δείχνει ότι κάτι είχε διαταράξει το νέο σύστημα.

Το Gemini Planet Imager στο τηλεσκόπιο Gemini South. Στη φωτογραφία, το GPI περιλαμβάνει τα τρία εξαρτήματα που μοιάζουν με κουτί προσαρτημένα στο τηλεσκόπιο και κρέμονται πλησιέστερα στο πάτωμα του παρατηρητηρίου. Άλλα εξαρτήματα που μοιάζουν με κουτί στο τηλεσκόπιο είναι άλλα όργανα. (Manuel Paredes / Παρατηρητήριο Δίδυμων / AURA)

Ο Κάλας και οι συνάδελφοί του - συμπεριλαμβανομένου του Ρόμπερτ Ντε Ρόσα, πρώην UC Berkeley postdoc που είναι τώρα ερευνητής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Κοσμολογίας του Στάνφορντ στο Κάβλι - πρότειναν ότι ο πλανήτης είχε απομακρυνθεί από το ηλιακό του σύστημα με αλληλεπιδράσεις με έναν ακόμη -αυτός πλανήτης στο σύστημα ή από ένα διερχόμενο αστέρι.

Η Kalas και η De Rosa πιστεύουν τώρα ότι και οι δύο συνέβησαν: Ο πλανήτης κτυπήθηκε σε μια εκκεντρική τροχιά όταν έφτασε επικίνδυνα κοντά στο κεντρικό δυαδικό αστέρι, ένα σενάριο που πρότεινε το 2017 η θεωρητική Laetitia Rodet και οι συνεργάτες της από το Παρατηρητήριο της Γκρενόμπλ στη Γαλλία.

Οι επαναλαμβανόμενες βαρυτικές κλωτσιές από το δυαδικό θα είχαν εκτοξεύσει γρήγορα τον πλανήτη σε διαστρικό διάστημα, αλλά τα περασμένα αστέρια έσωσαν τον πλανήτη ωθώντας την τροχιά του σε ασφαλέστερη απόσταση από το δυαδικό.

Το διαστημικό παρατηρητήριο της Γαίας τους έδωσε τα δεδομένα που χρειάζονταν για να ελέγξουν την υπόθεσή τους. Η Gaia, που ξεκίνησε το 2012 από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος, συλλέγει ακριβείς μετρήσεις απόστασης, θέσης και κίνησης για 1,3 δισεκατομμύρια αστέρια στον Γαλαξία μας, έναν κατάλογο 10.000 φορές μεγαλύτερος από τον προκάτοχο της Gaia, Hipparcos.

Ο Kalas και ο De Rosa συγκέντρωσαν πληροφορίες για τη Gaia σε 461 αστέρια στο ίδιο σύμπλεγμα με το HD 106906 και υπολόγισαν τις θέσεις τους προς τα πίσω στο χρόνο - αντιστρέφουν το κοσμικό ρολόι - για να το πούμε - και ανακάλυψαν ότι ένα άλλο δυαδικό σύστημα αστεριών μπορεί να έχει πλησιάσει αρκετά κοντά πριν από 3 εκατομμύρια χρόνια να αλλάξει το πλανητικό σύστημα.

Απόδοση ενός καλλιτέχνη του διαστημικού τηλεσκοπίου Gaia (ESA)

Ο Kalas λέει: «Αυτό που κάναμε εδώ είναι στην πραγματικότητα να βρούμε τα αστέρια που θα μπορούσαν να δώσουν στο HD 106906 b το επιπλέον βαρυτικό λάκτισμα, ένα δεύτερο λάκτισμα έτσι ώστε να γίνει μακράς διάρκειας, ακριβώς όπως ένας υποθετικός Πλανήτης Εννέα θα ήταν στο ηλιακό μας σύστημα. "

Διαπίστωσαν επίσης ότι το δυαδικό αστέρι μπήκε σε μια τροχιά που βρισκόταν σε απόσταση περίπου 5 μοιρών από το δίσκο του συστήματος, καθιστώντας ακόμη πιο πιθανό ότι η συνάντηση είχε ισχυρή και διαρκή επίδραση στο HD 106906.

Τέτοια διπλά χτυπήματα μπορεί να είναι σημαντικά για τη σταθεροποίηση πλανητών, αστεροειδών και κομητών γύρω από αστέρια. Όπως εξηγεί ο Kalas: «Η μελέτη του πλανητικού συστήματος HD 106906 είναι σαν να επιστρέφεις στο παρελθόν για να δεις το σύννεφο κομητών Oort να σχηματίζεται γύρω από το νεαρό μας αστέρι.

«Οι δικοί μας γιγαντιαίοι πλανήτες κλωτσούσαν βαρυτικά αμέτρητους κομήτες προς τα έξω σε μεγάλες αποστάσεις. Πολλοί εκτοξεύτηκαν εντελώς, έγιναν διαστρικά αντικείμενα όπως το Oumuamua, αλλά άλλα επηρεάστηκαν από περαστικά αστέρια. Αυτό το δεύτερο λάκτισμα από ένα αστρικό flyby μπορεί να αποσπάσει την τροχιά ενός κομήτη από οποιεσδήποτε περαιτέρω συναντήσεις με τους πλανήτες, εξοικονομώντας τον από την προοπτική εκτόξευσης. Αυτή η αλυσίδα γεγονότων διατήρησε το πιο πρωτόγονο υλικό του ηλιακού συστήματος σε ένα βαθύ πάγωμα μακριά από τον ήλιο για δισεκατομμύρια χρόνια. "

Ο Kalas - ο οποίος ελπίζει ότι μελλοντικές παρατηρήσεις, όπως ένας ενημερωμένος κατάλογος μετρήσεων Gaia, θα αποσαφηνίσει τη σημασία του flyby στο HD 106906 - λέει: «Ξεκινήσαμε με 461 ύποπτους και ανακαλύψαμε δύο που βρίσκονταν στη σκηνή του εγκλήματος.

"Ο ακριβής ρόλος τους θα αποκαλυφθεί καθώς συλλέγουμε περισσότερα στοιχεία."

Αρχική έρευνα: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab0109/meta

Σχόλια

Αρχικά δημοσιεύθηκε στο sciscomedia.co.uk την 1η Μαρτίου 2019.