Τετάρτη, 28 Μαρτίου 2012

Δισεκατομμύρια Βραχώδεις Πλανήτες στις Κατοικήσιμες Ζώνες γύρω από Ερυθρούς Νάνους στο Γαλαξία μας


 Μία νέα ανακάλυψη του φασματογράφου HARPS του ESO, δείχνει ότι βραχώδεις πλανήτες, όχι ιδιαίτερα μεγαλύτεροι από τη Γη, αποτελούν συνηθισμένο φαινόμενο στις κατοικήσιμες περιοχές γύρω από αμυδρά κόκκινα άστρα. Η διεθνής ερευνητική ομάδα υπολογίζει ότι υπάρχουν δεκάδες δισεκατομμύρια τέτοιοι πλανήτες, μόνο στο Γαλαξία μας, ενώ στην αστρική γειτονιά του Ήλιου μας υπολογίζονται σε περίπου εκατό. Αυτή είναι η πρώτη άμεση μέτρηση της συχνότητας εμφάνισης τέτοιων υπεργαιών γύρω από ερυθρούς νάνους, οι οποίοι αποτελούν το 80% των άστρων στο Γαλαξία μας.

 Αυτή η πρώτη άμεση εκτίμηση του αριθμού των ελαφρύτερων πλανητών γύρω από ερυθρούς νάνους ανακοινώθηκε μόλις από μία διεθνή ομάδα, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με το φασματογράφο HARPS, ο οποίος είναι εγκατεστημένος στο 3,6 μέτρων τηλεσκόπιο του ESO στο παρατηρητήριο La Silla στη Χιλή [1]. Σε μία πρόσφατη ανακοίνωση (eso1204), μία άλλη έρευνα έδειξε ότι οι πλανήτες βρίσκονται σε αφθονία στο Γαλαξία μας χρησιμοποιώντας μία διαφορετική μεθοδολογία, η οποία δεν προσμετρούσε αυτό το σημαντικό τύπο εξωπλανητών.

 Η ομάδα του HARPS αναζητεί εξωπλανήτες σε τροχιά γύρω από τα συνηθέστερα είδη άστρων του Γαλαξία μας - ερυθροί νάνοι (γνωστοί και ως νάνοι τύπου Μ [2]). Αυτά τα άστρα είναι αμυδρά και ψυχρά, σε σύγκριση με τον Ήλιο μας, αλλά έχουν μεγάλο χρόνο ζωής, και κατά συνέπεια αποτελούν το 80% των άστρων του Γαλαξία μας.

 “Οι νέες παρατηρήσεις μας με το HARPS δείχνουν ότι περίπου 40% όλων των ερυθρών νάνων έχουν μία υπεργαία σε τροχιά γύρω τους, στη κατοικήσιμη ζώνη, όπου στην επιφάνειά τους μπορεί να υπάρξει νερό σε υγρή μορφή,” λέει ο Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble, Γαλλία), επικεφαλής της ομάδας. “Επειδή οι ερυθροί νάνοι είναι τόσο συνηθισμένοι - υπάρχουν περίπου 160 δισεκατομμύρια στο Γαλαξία μας - αυτό μας οδηγεί στο εκπληκτικό συμπέρασμα ότι υπάρχουν δεκάδες δισεκατομμύρια τέτοιων πλανητών, μόνο στο Γαλαξία μας.”

 Η ομάδα του HARPS μελέτησε ένα προσεκτικά επιλεγμένο δείγμα 102 ερυθρών νάνων στους νότιους ουρανούς, σε μία διάρκεια έξι ετών. Συνολικά εντοπίστηκαν εννέα υπεργαίες) πλανήτες με μάζα μία ως δέκα φορές τη μάζα της Γης), περιλαμβανομένων δύο μέσα σε κατοικήσιμες ζώνες στον Gliese 581 (eso0915) και Gliese 667 C αντίστοιχα. Οι αστρονόμοι μπόρεσαν να υπολογίσουν τη μάζα καθώς και την ακτίνα της τροχιάς τους.

 Συνδυάζοντας όλα τα δεδομένα, περιλαμβανομένων των άστρων που δεν διέθεταν πλανήτες, και μετρώντας τα ποσοστά ύπαρξης πλανητών που μπορούσαν να ανιχνευθούν, η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να υπολογίσει πόσο συνηθισμένοι είναι αυτού του είδους οι πλανήτες σε τροχιά γύρω από ερυθρούς νάνους. Ανακάλυψαν λοιπόν πως η συχνότητα εμφάνισης υπεργαιών [3] στη κατοικήσιμη ζώνη είναι 41% (μεταβαλλόμενη από 28% ως 95%).

 Αντίθετα, μεγαλύτερης μάζας πλανήτες, παρόμοιοι με το Δία και το Κρόνο στο Ηλιακό μας σύστημα, βρέθηκε να είναι σπάνιοι, σε τροχιά γύρω από ερυθρούς νάνους. Λιγότερο από 12% των ερυθρών νάνων αναμένεται να διαθέτουν γύρω τους γιγάντιους πλανήτες (με μάζες 100 ως 1000 φορές τη μάζα της Γης).

 Καθώς υπάρχουν πολλοί ερυθροί νάνοι κοντά στον Ήλιο μας, με τους νέους υπολογισμούς εκτιμάται ότι στην αστρική γειτονιά του Ήλιου μας και σε απόσταση μικρότερη των 30 ετών φωτός, στις κατοικήσιμες ζώνες γύρω από άστρα βρίσκονται περίπου εκατό υπεργαίες [4].

 “Η κατοικήσιμη ζώνη γύρω από ένα ερυθρό νάνο, όπου η επιφανειακή θερμοκρασία ενός πλανήτη επιτρέπει την ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή, βρίσκεται κοντινότερα στο άστρο από την απόσταση που βρίσκεται η Γη από τον Ήλιο μας,” δηλώνει ο Stephane Udry (Αστεροσκοπείο Γενεύης και μέλος της ομάδας). “Όμως οι ερυθροί νάνοι είναι γνωστοί για τις αστρικές τους εκρήξεις ή εκλάμψεις, οι οποίες ίσως λούζουν τους πλανήτες τους με ακτίνες Χ και υπεριώδη ακτινοβολία, κάτι που δυσχεραίνει την ύπαρξη ζωής.”

 Ένας από τους πλανήτες που ανακαλύφθηκαν στη διάρκεια της επισκόπησης ερυθρών νάνων του HARPS, είναι o Gliese 667 Cc [5]. Πρόκειται για το δεύτερο πλανήτη σε αυτό το τριπλό αστρικό σύστημα (βλέπε eso0939 για τον πρώτο) και φαίνεται να βρίσκεται στο κέντρο της κατοικήσιμης ζώνης. Αν και ο πλανήτης αυτός έχει τέσσερις φορές τη μάζα της Γης, διαθέτει τις κατάλληλες συνθήκες για την ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή στην επιφάνειά του. Είναι η δεύτερη υπεργαία στη κατοικήσιμη ζώνη γύρω από ένα ερυθρό νάνο, μετά τον Gliese 581d που ανακαλύφθηκε το 2007 και επιβεβαιώθηκε το 2009.

 “Τώρα που γνωρίζουμε πως υπάρχουν πολλές υπεργαίες γύρω από κοντινούς σε μας ερυθρούς νάνους, πρέπει να εντοπίσουμε περισσότερους χρησιμοποιώντας τόσο το HARPS όσο και μελλοντικά όργανα. Μερικοί από αυτούς τους πλανήτες αναμένεται να διέλθουν μπροστά από το μητρικό τους άστρο - γεγονός που θα μας δώσει τη δυνατότητα να μελετήσουμε την ατμόσφαιρά τους και να αναζητήσουμε σημεία ύπαρξης ζωής,”καταλήγει ο Xavier Delfosse, μέλος της ομάδας (eso1210).

Σημειώσεις
  [1] Ο HARPS μετρά την ακτινική ταχύτητα ενός άστρου με εξαιρετική ακρίβεια. Ένας πλανήτης σε τροχιά γύρω από το άστρο, προκαλεί την μετατόπιση του άστρου πλησιέστερα και μακρύτερα προς ένα παρατηρητή στη Γη. Λόγω του φαινομένου Ντόπλερ, η μεταβολή της ακτινικής ταχύτητας μετατοπίζει το φάσμα του άστρου προς μακρύτερα μήκη κύματος καθώς απομακρύνεται (μετατόπιση στο ερυθρό) και προς μικρότερα μήκη κύματος καθώς πλησιάζει (μετατόπιση στο ιώδες). Αυτή η μικρή μετατόπιση μπορεί να μετρηθεί από φασματογράφους υψηλής ακρίβειας όπως ο HARPS και χρησιμοποιείται για να εντοπιστεί η ύπαρξη ενός πλανήτη.

  [2] Αυτά τα άστρα χαρακτηρίζονται ως Μ νάνοι λόγω του φασματικού τους τύπου Μ. Πρόκειται για τον ψυχρότερο από τους επτά τύπους της απλούστερης φασματικής κατάταξης άστρων σύμφωνα με τη φθίνουσα θερμοκρασία τους και το φάσμα τους.

  [3] Πλανήτες με μάζες μία ως δέκα φόρες τη μάζα της Γης καλούνται υπεργαίες. Δεν υπάρχουν τέτοιοι πλανήτες στο Ηλιακό μας Σύστημα, αλλά η ύπαρξή τους φαίνεται να είναι ιδιαίτερα συχνή σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα. Η ανακάλυψη τέτοιων πλανητών σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα καθώς - αν ο πλανήτης είναι βραχώδης και διαθέτει νερό, όπως η Γη - θα μπορούσε ενδεχόμενα να βρίθει ζωής.

  [4] Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν την απόσταση των δέκα παρσέκ για να ορίσουν τη “κοντινή απόσταση” σε κοσμική κλίμακα. Αντιστοιχεί σε 32,6 έτη φωτός.

  [5] Το όνομα σημαίνει ότι ο πλανήτης είναι ο δεύτερος που ανακαλύφθηκε (c) σε τροχιά γύρω από το τρίτο μέλος (C) ενός τριπλού συστήματος άστρων με το όνομα Gliese 667. Οι λαμπροί αστέρες συνοδοί του, Gliese 667 A και Β κυριαρχούν στον ουρανό του Gliese 667 Cc. Η ανακάλυψη του Gliese 667 Cc ανακοινώθηκε ανεξάρτητα από τον Guillem Anglada-Escude και τους συνεργάτες του το Φεβρουάριο του 2012, περίπου δύο μήνες μετά την ηλεκτρονική προδημοσίευση της ομάδας Bonfils. Αυτή η επιβεβαίωση των εξωπλανητών Gliese 667 Cb και Cc από την ομάδα του Anglada-Escude στηρίχθηκε σημαντικά στις παρατηρήσεις του HARPS και την προεπεξεργασία δεδομένων της Ευρωπαϊκής ομάδας που διατέθηκαν για χρήση από τα αρχείο του ESO.

Περισσότερες πληροφορίες: 
 Η έρευνα αυτή περιγράφεται στην επιστημονική εργασία “The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample”, υπό τον Bonfils και των συνεργατών του, η οποία θα δημοσιευθεί στην επιστημονική επιθεώρηση Astronomy & Astrophysics.

 Η ομάδα αποτελείται από τους X. Bonfils (UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble, Γαλλία [IPAG]; Αστεροσκοπείο Γενεύης, Ελβετία), X. Delfosse (IPAG), S. Udry (Αστεροσκοπείο Γενεύης), T. Forveille (IPAG), M. Mayor (Αστεροσκοπείο Γενεύης), C. Perrier (IPAG), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, Γαλλία; Observatoire de Haute-Provence, Γαλλία), M. Gillon (Universite de Liege, Βέλγιο; Αστεροσκοπείο Γενεύης), C. Lovis (Αστεροσκοπείο Γενεύης), F. Pepe (Αστεροσκοπείο Γενεύης), D. Queloz (Αστεροσκοπείο Γενεύης), N. C. Santos (Centro de Astrofisica da Universidade do Porto, Portugal), D. Segransan (Αστεροσκοπείο Γενεύης), J.-L. Bertaux (Service d’Aeronomie du CNRS, Verrieres-le-Buisson, Γαλλία), and Vasco Neves (Centro de Astrofisica da Universidade do Porto, Πορτογαλία and UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble, Γαλλία [IPAG]).

 Το 2012 συμπληρώνονται 50 χρόνια από την ίδρυση του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου. Το ESO, (European Southern Observatory - Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο), αποτελεί τον κορυφαίο διακρατικό ερευνητικό οργανισμό για την αστρονομία στην Ευρώπη, και το πλέον παραγωγικό αστρονομικό παρατηρητήριο στον κόσμο.
 Το ESO διαθέτει τις εξελιγμένες ερευνητικές εγκαταστάσεις του στους αστρονόμους. Υποστηρίζεται από 15 χώρες, την Αυστρία, το Βέλγιο, τη Βραζιλία, τη Γαλλία, τη Γερμανία, τη Δανία, την Ελβετία, το Ηνωμένο Βασίλειο, την Ισπανία, την Ιταλία, την Ολλανδία, τη Πορτογαλία, τη Σουηδία, τη Τσεχία και τη Φινλανδία.
 Το ESO ακολoυθεί ένα φιλόδοξο πρόγραμμα σχεδίασης, κατασκευής και λειτουργίας ισχυρών επίγειων εγκαταστάσεων αστρονομικής παρατήρησης, παρέχοντας στους αστρονόμους τα τεχνικά μέσα για την πραγματοποίηση σημαντικών επιστημονικών ανακαλύψεων.
 Το ESO συμβάλλει επίσης στην προώθηση και τον συντονισμό της συνεργασίας στην αστρονομική έρευνα. Το ESO διαθέτει τρεις εγκαταστάσεις παρατηρήσεων, κορυφαίες σε παγκόσμιο επίπεδο, στη Χιλή, στις περιοχές La Silla, Paranal και Chajnantor.
 Στο Paranal βρίσκεται το Very Large Telescope, το πλέον προηγμένο παγκοσμίως αστρονομικό παρατηρητήριο στο ορατό τμήμα του φάσματος, και δύο τηλεσκόπια επισκοπήσεων: το VISTA το οποίο παρατηρεί στο υπέρυθρο και αποτελεί το μεγαλύτερο επίγειο τηλεσκόπιο επισκοπήσεων και το τηλεσκόπιο επισκοπήσεων VLT το οποίο είναι το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο που έχει σχεδιαστεί για τέτοιες παρατηρήσεις στο οπτικό μέρος του φάσματος.
 Το ESO είναι ο Ευρωπαϊκός εταίρος στο επαναστατικό τηλεσκόπιο ALMA, το μεγαλύτερο έργο αστρονομικής παρατήρησης στο κόσμο. Το ESO σχεδιάζει την κατασκευή του διαμέτρου 40 μέτρων European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, γνωστού ως E-ELT, το οποίο θα αποτελέσει το “μεγαλύτερο μάτι της ανθρωπότητας προς τον ουρανό”.

Σύνδεσμοι
Επιστημονικές εργασίες: Bonfils κ.α. και Delfosse κ.α.
Φωτογραφίες του τηλεσκοπίου ESO των 3,6 μέτρων στο παρατηρητήριο La Silla




www.ofa.gr

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου