Η ανακάλυψη του νέου εξωπλανήτη BEBOP-1 c επιβεβαιώνει το δεύτερο γνωστό πλανητικό σύστημα που περιφέρεται γύρω από δύο αστέρες. Για δεκαετίες, οι αστρονόμοι αναρωτιόντουσαν αν πλανήτες με δίδυμους ήλιους, όπως ο φανταστικός κόσμος της πατρίδας του Luke Skywalker, ο Tatooine, ήταν απλώς επιστημονική φαντασία. Τώρα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα νέο σύστημα που μοιάζει με Tatooine που φιλοξενεί πολλούς κόσμους.
Τα δυαδικά αστέρια, δηλαδή δύο αστέρια που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο, είναι πολύ κοινά – περίπου τα μισά από τα αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο στον γαλαξία μας ανήκουν σε δυαδικά συστήματα (Binary Stars). Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι είχαν επιβεβαιώσει την ανίχνευση 14 «περιμετρικών» (circumbinary) πλανητών — δηλαδή πλανητών που περιφέρονται ταυτόχρονα γύρω από τα δύο αστέρια ενός δυαδικού αστρικού συστήματος.
(Image credit: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
«Οι περιμετρικοί (circumbinary) πλανήτες αρχικά θεωρήθηκε ότι δεν υπάρχουν, αφού τα δυαδικά άστρα ανακινούν τους δίσκους που σχηματίζουν πλανήτες, δημιουργώντας ένα σκληρό περιβάλλον για να σχηματιστούν πλανήτες», είπε στο Space.com ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Matthew Standing, αστροφυσικός στο Open University στην Αγγλία. Όλα αυτά άλλαξαν με την ανακάλυψη του Kepler-16 b το 2011 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler. Αυτή η ανακάλυψη έδειξε ότι πρέπει να είναι δυνατόν να σχηματιστούν τέτοιοι πλανήτες. Μέχρι τώρα, μόνο ένα δυαδικό σύστημα ήταν γνωστό ότι φιλοξενούσε πολλούς πλανήτες – το Kepler-47, που βρίσκεται περίπου 5.000 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Κύκνου. Αυτό το πολυπλανητικό σύστημα διαθέτει τρεις τεράστιους γνωστούς κόσμους, τον Kepler-47 b, d και c.
Στη νέα μελέτη, οι αστρονόμοι ερεύνησαν το δυαδικό σύστημα TOI-1338, που βρίσκεται περίπου 1.320 έτη φωτός μακριά από τη Γη στον αστερισμό Pictor. Το 2020, το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS της NASA, που παρατηρεί εξωπλανήτες, ανακάλυψε έναν περιφερειακό πλανήτη που ονομάζεται TOI-1338 b σε τροχιά γύρω από το ζεύγος αστεριών με το όνομα TOI-1338. Χρησιμοποιώντας το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο και το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο, που βρίσκονται στην έρημο Ατακάμα στη Χιλή, οι επιστήμονες προσπάθησαν να μετρήσουν τη μάζα του TOI-1338 b. Παρά τις προσπάθειές τους, δεν τα κατάφεραν. Αντίθετα, ανακάλυψαν έναν δεύτερο πλανήτη.
«Με μόνο 15 από αυτούς τους περιμετρικούς πλανήτες γνωστούς από τους πάνω από 5.200 συνολικά εξωπλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής, είναι συναρπαστικό να είσαι μέρος αυτού του αναδυόμενου κλάδου της επιστήμης των εξωπλανητών», είπε ο Standing. «Τα προκαταρκτικά μας αποτελέσματα δείχνουν ότι οι περιφερειακοί πλανήτες φαίνεται να υπάρχουν τόσο συχνά όσο και οι πλανήτες γύρω από μεμονωμένα αστέρια όπως ο ήλιος μας».
Ο νέος κόσμος ονομάζεται BEBOP-1 c, από το όνομα του έργου (project) που συνέλεξε τα δεδομένα, το BEBOP, το οποίο σημαίνει Binaries Escorted By Orbiting Planets. (Το BEBOP-1 είναι ένα άλλο όνομα για το δυαδικό σύστημα TOI-1338). Ο BEBOP-1 c είναι ένας γίγαντας αερίου περίπου 65 φορές τη μάζα της Γης και περίπου πέντε φορές μικρότερη από τη μάζα του Δία. Περιφέρεται γύρω από τα δύο αστέρια του σε απόσταση περίπου 79% μιας αστρονομικής μονάδας (AU) (μία αστρονομική μονάδα είναι η μέση απόσταση μεταξύ της Γης και Ήλιου), και χρειάζεται περίπου 215 ημέρες για να ολοκληρώσει ένα ταξίδι γύρω από τους ήλιους του.
Συγκριτικά, ο TOI-1338 b βρίσκεται περίπου στο 46% μιας αστρονομικής μονάδας (AU) από τα αστέρια του και χρειάζεται περίπου 95 ημέρες για να κάνει μια περιφορά γύρω τους. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η μάζα του είναι το πολύ 22 φορές η μάζα της Γης. Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS, ένας μαθητής γυμνασίου βοήθησε στην ανακάλυψη του TOI-1338 b, όταν πέρασε μπροστά από το φωτεινότερο από τα δύο αστέρια του σε πολλές περιπτώσεις. Αυτό βοήθησε τους ερευνητές να υπολογίσουν το μέγεθός του – περίπου το ίδιο με τον Κρόνο – αλλά όχι τη μάζα του. Αντίθετα, στη νέα μελέτη, οι ερευνητές παρακολουθούσαν αυτό το δυαδικό σύστημα αναζητώντας ταλαντεύσεις στις τροχιές των αστεριών. Αυτή η μέθοδος «ακτινικής ταχύτητας» μπορεί να ανιχνεύσει τη βαρυτική έλξη πλανητών. Η βαρύτητα ενός πλανήτη σχετίζεται με τη μάζα του, επομένως αυτή η ταλάντευση μπορεί να βοηθήσει να αποκαλυφθεί πόση είναι η μάζα ενός πλανήτη.
Ο BEBOP-1 c είναι ο πρώτος περιφερειακός πλανήτης που ανιχνεύθηκε μόνο με την τεχνική της ακτινικής ταχύτητας, είπε στο Space.com ο συν-συγγραφέας της μελέτης Amaury Triaud, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ στην Αγγλία. Η ανακάλυψή του θα είχε γίνει νωρίτερα – ο COVID οδήγησε σε προσωρινό κλείσιμο των αστεροσκοπείων που βοήθησαν στην ανίχνευση του BEBOP-1 c, καθυστερώντας αυτά τα ευρήματα για ένα χρόνο.
«Μέχρι τώρα, περιφερικοί πλανήτες έχουν ανακαλυφθεί με τη μέθοδο των διαβάσεων από τα διαστημικά τηλεσκόπια Kepler και TESS, τα οποία κοστίζουν εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια», είπε ο Standing. Αυτή η νέα ανακάλυψη είναι ισχυρή γιατί δείχνει ότι δεν χρειάζονται ακριβά διαστημικά τηλεσκόπια για να ανιχνευτούν τέτοιοι πλανήτες. Αντίθετα, μπορούν επίσης να ανακαλυφθούν χρησιμοποιώντας την «τεχνική της ακτινικής ταχύτητας» από επίγεια τηλεσκόπια με προσεκτικό σχεδιασμό και επιλογή στόχου. Η ανίχνευση περιμετρικών πλανητών με την τεχνική της ακτινικής ταχύτητας είναι δύσκολη. Το φως και από τα δύο αστέρια μπορεί να κάνει δύσκολη τη συλλογή ακριβών δεδομένων για τις κινήσεις τους για να επιβεβαιώσει την παρουσία περιμετρικών κόσμων, εξήγησε ο Standing.
“Το BEBOP ξεπερνά αυτό το πρόβλημα επιλέγοντας δυαδικά αστέρια όπου το δευτερεύον αστέρι είναι πολύ μικρότερο και πιο αμυδρό από το πρωτεύον αστέρι. Αυτό σημαίνει ότι το δευτερεύον αστέρι δεν είναι ορατό από τα τηλεσκόπια μας και έτσι τα δύο σήματα δεν παρεμβαίνουν”, είπε ο Standing. “Αυτοί οι τύποι δυαδικών αστρικών συστημάτων είναι σπανιότεροι από αυτούς όπου τα δύο αστέρια έχουν παρόμοιο μέγεθος, αλλά με τις πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές ανάλυσης δεδομένων, το BEBOP θα επεκτείνει την αναζήτησή του σε πλανήτες γύρω από αυτά τα δυαδικά συστήματα στο εγγύς μέλλον.”
Μέχρι στιγμής μόνο δύο κόσμοι είναι γνωστοί στο περιφερειακό σύστημα TOI-1338/BEBOP-1. Ωστόσο, θα μπορούσαν να εντοπιστούν περισσότεροι στο μέλλον, σημείωσαν οι επιστήμονες. Η μελλοντική έρευνα μπορεί επίσης να βοηθήσει στην επιβεβαίωση του μεγέθους του BEBOP-1 c και της μάζας του TOI-1338 b. “Έχουμε μια συνεχιζόμενη έρευνα με τηλεσκόπια στη Γαλλία και τη Χιλή για να βρούμε περισσότερους περιμετρικούς πλανήτες και να μετρήσουμε τις ιδιότητές τους με μεγαλύτερη ακρίβεια”, δήλωσε ο Triaud. «Για παράδειγμα, πόσο συχνά συμβαίνουν; είναι ίδιοι ή μικρότερης ή μεγαλύτερης μάζας από πλανήτες που περιφέρονται γύρω από μεμονωμένα αστέρια και ούτω καθεξής».
Ένα άλλο σημαντικό βήμα «θα ήταν η μέτρηση της ατμοσφαιρικής χημείας των περιμετρικών πλανητών και η σύγκρισή τους με πλανήτες που περιφέρονται γύρω από μεμονωμένα αστέρια», είπε ο Triaud. «Τηλεσκόπια όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι μοναδικά κατάλληλα για αυτό και αυτού του είδους οι έρευνες θα παρείχαν πολύ νέα στοιχεία σχετικά με το σχηματισμό πλανητών».
Οι επιστήμονες παρουσίασαν λεπτομερώς τα ευρήματά τους στις 12 Ιουνίου στο περιοδικό Nature Astronomy.
Περισσότερα εδώ
