Μία διεθνής επιστημονική ομάδα, με τη συμμετοχή τριών αστρονόμων του Ευρωπαικού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO), χρησιμοποίησαν την τεχνική του βαρυτικού μικροφακού για να μετρήσουν πόσο συνήθης είναι η ύπαρξη πλανητών στο Γαλαξία μας. Μετά από έρευνα έξι χρόνων με επισκόπηση εκατομμυρίων άστρων, η ομάδα κατέληξε ότι η ύπαρξη πλανητών γύρω από άστρα αποτελεί κανόνα και όχι εξαίρεση. Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature στις 12 Ιανουαρίου 2012.
Στη διάρκεια των τελευταίων 16 ετών, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει περισσότερους από 700 εξωπλανήτες[1] και έχουν ξεκινήσει τη μελέτη των φασμάτων τους και των ατμοσφαιρών τους. Η έρευνα των φυσικών χαρακτηριστικών του κάθε εξωπλανήτη είναι αναμφισβήτητα πολύτιμη, παραμένει όμως το ερώτημα πόσο συνηθισμένη είναι η παρουσία πλανητών στο Γαλαξία μας.
Οι περισσότεροι από τους εξωπλανήτες που γνωρίζουμε, ανακαλύφθηκαν είτε ανιχνεύοντας την βαρυτική επίδραση του πλανήτη στο άστρο του, είτε συλλαμβάνοντας τη μεταβολή της λαμπρότητας του άστρου, καθώς ο πλανήτης διέρχεται μπροστά από αυτό. Και οι δύο τεχνικές έχουν καλύτερα αποτελέσματα όταν οι πλανήτες είναι ιδιαίτερα μεγάλης μάζας ή βρίσκονται κοντά στο άστρο, ή και τα δύο μαζί. Εξαιτίας αυτού πολλοί πλανήτες δε μπορούν ν’ ανιχνευθούν.
Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων αναζήτησε εξωπλανήτες χρησιμοποιώντας μια εντελώς διαφορετική μέθοδο, αυτή του βαρυτικού μικροφακού, με την οποία μπορεί να εντοπιστούν πλανήτες ποικίλων μεγεθών, ακόμη και μακριά από τα άστρα που τους φιλοξενούν.
Ο Arnaud Cassan (Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού - Institut d' Astrophysique de Paris), επικεφαλής συγγραφέας της επιστημονικής εργασίας που δημοσιεύεται στο Nature, εξηγεί: “Έχουμε αναζητήσει στοιχεία ύπαρξης των εξωπλανητών, στη διάρκεια παρατηρήσεων έξι ετών με τη μέθοδο του βαρυτικού μικροφακού. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα δεδομένα των παρατηρήσεών μας δείχνουν πως οι πλανήτες είναι περισσότεροι από τα άστρα στο Γαλαξία μας. Βρήκαμε επίσης πως οι ελαφρύτεροι πλανήτες, όπως οι υπερ-Γαίες ή οι ψυχροί Ποσειδώνες, πρέπει να είναι πιο συνηθισμένοι από τους βαρύτερους.”
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις από τις ομάδες PLANET[2] και OGLE[3], οι οποίες εντοπίζουν εξωπλανήτες μελετώντας το συνδυασμό των βαρυτικών επιδράσεων του πλανήτη σε συνδυασμό με το άστρο και πως αυτός επηρεάζει ως φακός μεγεθύνοντας το φως ενός πιο μακρινού άστρου.
Ο Jean-Philippe Beaulieu (Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού) επικεφαλής της ομάδας PLANET προσθέτει:“Η ομάδα PLANET δημιουργήθηκε για να διερευνήσει πολλά υποσχόμενες παρατηρήσεις με τη μέθοδο των βαρυτικών μικροφακών, χρησιμοποιώντας ένα παγκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπίων στο Νότιο ημισφαίριο, στην Αυστραλία, τη Νότια Αφρική και τη Χιλή. Τα τηλεσκόπια του ESO συνέβαλαν σημαντικά στις έρευνες αυτές.”
Η μέθοδος των βαρυτικών μικροφακών είναι ένα ιδιαίτερα ισχυρό εργαλείο, και μπορεί να εντοπίσει εξωπλανήτες που δε θα μπορούσαν να ανακαλυφθούν με άλλες μεθόδους. Απαιτείται όμως η ιδιαίτερα σπάνια ευθυγράμμιση ενός μακρινού άστρου στο υπόβαθρο με το παρατηρούμενο άστρο ώστε να εμφανιστεί το φαινόμενο του μικροφακού. Για να εντοπιστεί δε ο πλανήτης απαιτείται επιπλέον η σπάνια ταυτόχρονη ευθυγράμμιση της πλανητικής τροχιάς.
Κατά συνέπεια είναι ιδιαίτερα δύσκολος ο εντοπισμός ενός πλανήτη με τη μέθοδο του βαρυτικού μικροφακού, και έτσι στη διάρκεια της εξαετούς επισκόπησης των ομάδων PLANET και OGLE βρέθηκαν τρεις μόνο εξωπλανήτες: μία υπερ-Γη[4] και δύο πλανήτες με μάζες συγκρίσιμες με αυτές των Ποσειδώνα και Δία. Για τα δεδομένα αυτής της παρατηρησιακής μεθόδου, αυτός είναι ένας εντυπωσιακός αριθμός. Για την ανακάλυψη των πλανητών αυτών, είτε οι αστρονόμοι ήταν ιδιαίτερα τυχεροί, είτε οι πλανήτες βρίσκονται σε αφθονία στο Γαλαξία μας και η ανακάλυψη αυτή ήταν σχεδόν αναπόφευκτη[5].
Οι αστρονόμοι στη συνέχεια συνδύασαν τα στοιχεία των τριών νεοανακαλυφθέντων εξωπλανητών με αυτά από επτά προηγούμενα ανακαλυφθέντες, καθώς και με μεγάλο αριθμό παρατηρήσεων που δεν απέφεραν αποτελέσματα από την εξαετή έρευνα. Οι παρατηρήσεις που δεν προσφέρουν ανακαλύψεις είναι εξίσου σημαντικές για την πραγματοποίηση στατιστικών αναλύσεων. Το συμπέρασμα που προέκυψε από την μελέτη είναι ότι ένα στα έξι άστρα διαθέτει σε τροχιά γύρω του ένα πλανήτη με μάζα ανάλογη του Δία, τα μισά διαθέτουν πλανήτες με μάζα ανάλογη του Ποσειδώνα, ενώ δύο τρίτα φιλοξενούν υπερ-Γαίες.
Η επισκόπηση μπορούσε να εντοπίσει πλανήτες σε απόσταση από το άστρο τους μεταξύ 75 εκατομμυρίων και 1.5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων (στη κλίμακα του Ηλιακού μας συστήματος περιλαμβάνονται οι πλανήτες μεταξύ της Αφροδίτης και του Κρόνου) και με μάζες από πέντε φορές μεγαλύτερη αυτή της Γης έως και δέκα φορές τη μάζα του Δία.
Ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων υποδηλώνει πως ο μέσος αριθμός πλανητών γύρω από άστρα είναι μεγαλύτερος του ενός. Οι πλανήτες αποτελούν τον κανόνα και όχι την εξαίρεση.
“Συνηθίζαμε να θεωρούμε ότι η Γη ήταν μοναδική στο Γαλαξία μας. Τώρα όμως φαίνεται πως υπάρχουν κυριολεκτικά δισεκατομμύρια πλανήτες παρόμοιας μάζας με τη Γη γύρω από άστρα στο Γαλαξία μας,” καταλήγει ο Daniel Kubas, ένας από τους συγγραφείς της επιστημονικής εργασίας.
Στη διάρκεια των τελευταίων 16 ετών, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει περισσότερους από 700 εξωπλανήτες[1] και έχουν ξεκινήσει τη μελέτη των φασμάτων τους και των ατμοσφαιρών τους. Η έρευνα των φυσικών χαρακτηριστικών του κάθε εξωπλανήτη είναι αναμφισβήτητα πολύτιμη, παραμένει όμως το ερώτημα πόσο συνηθισμένη είναι η παρουσία πλανητών στο Γαλαξία μας.Οι περισσότεροι από τους εξωπλανήτες που γνωρίζουμε, ανακαλύφθηκαν είτε ανιχνεύοντας την βαρυτική επίδραση του πλανήτη στο άστρο του, είτε συλλαμβάνοντας τη μεταβολή της λαμπρότητας του άστρου, καθώς ο πλανήτης διέρχεται μπροστά από αυτό. Και οι δύο τεχνικές έχουν καλύτερα αποτελέσματα όταν οι πλανήτες είναι ιδιαίτερα μεγάλης μάζας ή βρίσκονται κοντά στο άστρο, ή και τα δύο μαζί. Εξαιτίας αυτού πολλοί πλανήτες δε μπορούν ν’ ανιχνευθούν.
Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων αναζήτησε εξωπλανήτες χρησιμοποιώντας μια εντελώς διαφορετική μέθοδο, αυτή του βαρυτικού μικροφακού, με την οποία μπορεί να εντοπιστούν πλανήτες ποικίλων μεγεθών, ακόμη και μακριά από τα άστρα που τους φιλοξενούν.
Ο Arnaud Cassan (Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού - Institut d' Astrophysique de Paris), επικεφαλής συγγραφέας της επιστημονικής εργασίας που δημοσιεύεται στο Nature, εξηγεί: “Έχουμε αναζητήσει στοιχεία ύπαρξης των εξωπλανητών, στη διάρκεια παρατηρήσεων έξι ετών με τη μέθοδο του βαρυτικού μικροφακού. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα δεδομένα των παρατηρήσεών μας δείχνουν πως οι πλανήτες είναι περισσότεροι από τα άστρα στο Γαλαξία μας. Βρήκαμε επίσης πως οι ελαφρύτεροι πλανήτες, όπως οι υπερ-Γαίες ή οι ψυχροί Ποσειδώνες, πρέπει να είναι πιο συνηθισμένοι από τους βαρύτερους.”
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις από τις ομάδες PLANET[2] και OGLE[3], οι οποίες εντοπίζουν εξωπλανήτες μελετώντας το συνδυασμό των βαρυτικών επιδράσεων του πλανήτη σε συνδυασμό με το άστρο και πως αυτός επηρεάζει ως φακός μεγεθύνοντας το φως ενός πιο μακρινού άστρου.
Ο Jean-Philippe Beaulieu (Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού) επικεφαλής της ομάδας PLANET προσθέτει:“Η ομάδα PLANET δημιουργήθηκε για να διερευνήσει πολλά υποσχόμενες παρατηρήσεις με τη μέθοδο των βαρυτικών μικροφακών, χρησιμοποιώντας ένα παγκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπίων στο Νότιο ημισφαίριο, στην Αυστραλία, τη Νότια Αφρική και τη Χιλή. Τα τηλεσκόπια του ESO συνέβαλαν σημαντικά στις έρευνες αυτές.”
Η μέθοδος των βαρυτικών μικροφακών είναι ένα ιδιαίτερα ισχυρό εργαλείο, και μπορεί να εντοπίσει εξωπλανήτες που δε θα μπορούσαν να ανακαλυφθούν με άλλες μεθόδους. Απαιτείται όμως η ιδιαίτερα σπάνια ευθυγράμμιση ενός μακρινού άστρου στο υπόβαθρο με το παρατηρούμενο άστρο ώστε να εμφανιστεί το φαινόμενο του μικροφακού. Για να εντοπιστεί δε ο πλανήτης απαιτείται επιπλέον η σπάνια ταυτόχρονη ευθυγράμμιση της πλανητικής τροχιάς.
Κατά συνέπεια είναι ιδιαίτερα δύσκολος ο εντοπισμός ενός πλανήτη με τη μέθοδο του βαρυτικού μικροφακού, και έτσι στη διάρκεια της εξαετούς επισκόπησης των ομάδων PLANET και OGLE βρέθηκαν τρεις μόνο εξωπλανήτες: μία υπερ-Γη[4] και δύο πλανήτες με μάζες συγκρίσιμες με αυτές των Ποσειδώνα και Δία. Για τα δεδομένα αυτής της παρατηρησιακής μεθόδου, αυτός είναι ένας εντυπωσιακός αριθμός. Για την ανακάλυψη των πλανητών αυτών, είτε οι αστρονόμοι ήταν ιδιαίτερα τυχεροί, είτε οι πλανήτες βρίσκονται σε αφθονία στο Γαλαξία μας και η ανακάλυψη αυτή ήταν σχεδόν αναπόφευκτη[5].
Οι αστρονόμοι στη συνέχεια συνδύασαν τα στοιχεία των τριών νεοανακαλυφθέντων εξωπλανητών με αυτά από επτά προηγούμενα ανακαλυφθέντες, καθώς και με μεγάλο αριθμό παρατηρήσεων που δεν απέφεραν αποτελέσματα από την εξαετή έρευνα. Οι παρατηρήσεις που δεν προσφέρουν ανακαλύψεις είναι εξίσου σημαντικές για την πραγματοποίηση στατιστικών αναλύσεων. Το συμπέρασμα που προέκυψε από την μελέτη είναι ότι ένα στα έξι άστρα διαθέτει σε τροχιά γύρω του ένα πλανήτη με μάζα ανάλογη του Δία, τα μισά διαθέτουν πλανήτες με μάζα ανάλογη του Ποσειδώνα, ενώ δύο τρίτα φιλοξενούν υπερ-Γαίες.
Η επισκόπηση μπορούσε να εντοπίσει πλανήτες σε απόσταση από το άστρο τους μεταξύ 75 εκατομμυρίων και 1.5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων (στη κλίμακα του Ηλιακού μας συστήματος περιλαμβάνονται οι πλανήτες μεταξύ της Αφροδίτης και του Κρόνου) και με μάζες από πέντε φορές μεγαλύτερη αυτή της Γης έως και δέκα φορές τη μάζα του Δία.
Ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων υποδηλώνει πως ο μέσος αριθμός πλανητών γύρω από άστρα είναι μεγαλύτερος του ενός. Οι πλανήτες αποτελούν τον κανόνα και όχι την εξαίρεση.
“Συνηθίζαμε να θεωρούμε ότι η Γη ήταν μοναδική στο Γαλαξία μας. Τώρα όμως φαίνεται πως υπάρχουν κυριολεκτικά δισεκατομμύρια πλανήτες παρόμοιας μάζας με τη Γη γύρω από άστρα στο Γαλαξία μας,” καταλήγει ο Daniel Kubas, ένας από τους συγγραφείς της επιστημονικής εργασίας.
Σημειώσεις
[1] Η διαστημική αποστολή Kepler ανακαλύπτει διαρκώς τεράστιους αριθμούς “υποψήφιων εξωπλανητών”που δε συμπεριλαμβάνονται στον αριθμό αυτό.
[2] Probing Lensing Anomalies NETwork. Περισσότερα από τα μισά δεδομένα από την επισκόπηση PLANET που χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη αυτή προήλθαν από το Δανέζικο τηλεσκόπιο των 1.54 μέτρων που βρίσκεται εγκατεστημένο στο αστεροσκοπείο La Silla του ESO.
[3] Optical Gravitational Lensing Experiment.
[4] Μία υπερ-Γαία έχει μάζα μεταξύ δύο και δέκα φορές μεγαλύτερη αυτής της Γης. Μέχρι στιγμής 12 πλανήτες έχουν εντοπιστεί με τη μέθοδο των μικροφακών και έχουν δημοσιευθεί ανάλογες εργασίες, χρησιμοποιώντας διάφορες παρατηρησιακές μεθοδολογίες.
[5] Οι αστρονόμοι παρατήρησαν εκατομμύρια άστρα αναζητώντας το φαινόμενο του βαρυτικού μικροφακού. Μόνο 3247 τέτοια φαινόμενα εντοπίστηκαν στη διάρκεια της μελέτης από το 2002 ως το 2007, καθώς η ακριβής ευθυγράμμιση που απαιτείται είναι ιδιαίτερα σπάνια. Τα στατιστικά δεδομένα που επεξεργάστηκαν, είτε περιείχαν ανακάλυψη εξωπλανήτη είτε όχι, προέκυψαν από 440 καμπύλες φωτός.
www.ofa.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου