Ανακαλύφθηκε ο νεότερος εξωπλανήτης που γνωρίζουμε – Ο «νεογέννητος» Elias 2-24 b

Τον νεότερο εξωπλανήτη που έχει επιβεβαιωθεί μέχρι σήμερα ανακάλυψαν αστρονόμοι, ανατρέχοντας σε παλαιότερες παρατηρήσεις που βρίσκονταν αποθηκευμένες στα επιστημονικά αρχεία του Αστεροσκοπείου W. M. Keck στη Χαβάη.

Ο «νεογέννητος» κόσμος ονομάζεται Elias 2-24 b, έχει μάζα περίπου ίση με εκείνη του Δία και εκτιμάται ότι είναι νεότερος του ενός εκατομμυρίου ετών. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 450 ετών φωτός από τη Γη και εξακολουθεί να περιβάλλεται από τον περιστρεφόμενο δίσκο αερίων και σκόνης μέσα στον οποίο δημιουργήθηκε.

Η ανακάλυψη δίνει στους επιστήμονες μία σπάνια δυνατότητα να παρακολουθήσουν έναν γιγάντιο πλανήτη σε εξαιρετικά πρώιμο στάδιο της εξέλιξής του, σχεδόν την ώρα που σχηματίζεται.

Κατέρριψε το προηγούμενο ρεκόρ

Όπως επισημαίνει το space.com, μέχρι σήμερα, το ρεκόρ του νεότερου γνωστού εξωπλανήτη μοιράζονταν τέσσερις κόσμοι, οι οποίοι έχουν ηλικία μεγαλύτερη των πέντε εκατομμυρίων ετών.

Ο Elias 2-24 b είναι επομένως σημαντικά νεότερος, γεγονός που δημιουργεί νέα ερωτήματα για τις θεωρίες σχηματισμού πλανητών.

Ο καθηγητής του Ινστιτούτου Αστροφυσικών Μελετών της Χιλής και συντάκτης της σχετικής μελέτης, Λούκας Σιέζα, επισήμανε ότι τα υφιστάμενα μοντέλα δυσκολεύονταν ήδη να εξηγήσουν τον σχηματισμό των προηγούμενων κατόχων του ρεκόρ.

Όπως ανέφερε, η ανακάλυψη του Elias 2-24 b δείχνει ότι ακόμη και τα καλύτερα διαθέσιμα μοντέλα πιθανότατα παραλείπουν σημαντικές διεργασίες που συντελούνται κατά τη γέννηση των πλανητών.

Η ανακάλυψη μέσα σε παλιά δεδομένα

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής την υποψήφια διδάκτορα του Πανεπιστημίου Diego Portales στη Χιλή, Αντρέα Μπερνάρντι, εξέτασε αρχειακές παρατηρήσεις επτά νεαρών άστρων.

Τα δεδομένα είχαν συλλεχθεί με το στεμματογράφο του Αστεροσκοπείου Keck στη Χαβάη. Πρόκειται για ένα ειδικό όργανο που περιορίζει την έντονη λάμψη ενός άστρου, επιτρέποντας στα τηλεσκόπια να καταγράψουν πολύ πιο αμυδρά αντικείμενα που κινούνται γύρω του.

Καθένα από τα άστρα που εξετάστηκαν περιβάλλεται από έναν πρωτοπλανητικό δίσκο, δηλαδή μία μεγάλη συγκέντρωση αερίων, σκόνης, πάγου και πετρωμάτων. Μέσα σε αυτούς τους δίσκους γεννιούνται οι πλανήτες, καθώς το υλικό συσσωρεύεται σταδιακά και σχηματίζει ολοένα μεγαλύτερα σώματα.

Οι δίσκοι συχνά παρουσιάζουν κενά ή δακτυλιοειδείς δομές, τα οποία μπορεί να αποτελούν ένδειξη ότι ένας πλανήτης κινείται ανάμεσά τους και απομακρύνει υλικό από την τροχιά του.

«Οι πλανήτες θα πρέπει να βρίσκονται μέσα στα κενά, καθώς οι ίδιοι τα δημιουργούν. Και ακριβώς εκεί εντοπίσαμε τον Elias 2-24 b», εξήγησε η Αντρέα Μπερνάρντι.

Οι παρατηρήσεις του 2018 και του 2020

Προηγούμενες παρατηρήσεις του συστήματος με τη συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων ALMA και το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου είχαν δείξει ότι ενδέχεται να υπάρχει κάποιο αντικείμενο μέσα σε ένα κενό του δίσκου γύρω από το άστρο Elias 2-24.

Για να εξετάσουν την υπόθεση, οι ερευνητές αναζήτησαν το ίδιο αμυδρό φωτεινό σημείο στο αρχείο του Keck και το εντόπισαν σε παρατηρήσεις που είχαν πραγματοποιηθεί το 2018 και το 2020.

Συνδυάζοντας τα δεδομένα και μελετώντας την κίνησή του μέσα στον χρόνο, διαπίστωσαν ότι το αντικείμενο συμπεριφερόταν ως πλανήτης που κινείται μαζί με το άστρο. Έτσι απέκλεισαν το ενδεχόμενο να πρόκειται για μακρινό άστρο στο φόντο ή για τεχνικό σφάλμα της απεικόνισης.

Οι παρατηρήσεις οδήγησαν τελικά στην επιβεβαίωσή του ως Elias 2-24 b.

Ένας πλανήτης που σχηματίστηκε εντυπωσιακά γρήγορα

Ο εξωπλανήτης βρίσκεται περίπου 55 φορές μακρύτερα από το άστρο του σε σχέση με την απόσταση Γης–Ήλιου. Η απόστασή του από το άστρο είναι περίπου δεκαπλάσια από εκείνη του Δία από τον Ήλιο.

Η θέση του δημιουργεί ένα πρόσθετο πρόβλημα για τα σημερινά θεωρητικά μοντέλα. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ο σχηματισμός ενός πλανήτη με τη μάζα του Δία σε τόσο μεγάλη απόσταση θα έπρεπε να απαιτεί αρκετά εκατομμύρια χρόνια.

Η παρουσία ενός τέτοιου κόσμου σε ένα σύστημα ηλικίας μικρότερης του ενός εκατομμυρίου ετών υποδηλώνει ότι, υπό ορισμένες συνθήκες, οι γιγάντιοι πλανήτες μπορεί να σχηματίζονται πολύ ταχύτερα από όσο υπολόγιζαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες.

Η ανακάλυψη προσφέρει επίσης ισχυρότερες ενδείξεις ότι ορισμένα από τα κενά που παρατηρούνται στους πρωτοπλανητικούς δίσκους δημιουργούνται πράγματι από πλανήτες που βρίσκονται ακόμη υπό διαμόρφωση.

Γιατί δυσκολευόμαστε να δούμε τους «νεογέννητους» πλανήτες

Οι περισσότεροι από τους εξωπλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα είναι ηλικίας δισεκατομμυρίων ετών και κινούνται σχετικά κοντά στα άστρα τους.

Αυτό συμβαίνει επειδή μία από τις βασικότερες μεθόδους εντοπισμού τους στηρίζεται στη μικρή μείωση της φωτεινότητας ενός άστρου όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά του.

Στους πολύ νεαρούς πλανήτες, όμως, τέτοιες παρατηρήσεις είναι εξαιρετικά δύσκολες, καθώς οι κόσμοι αυτοί παραμένουν κρυμμένοι μέσα σε πυκνούς δίσκους αερίων και σκόνης. Παράλληλα, η μεγάλη απόστασή τους από τα άστρα τους δυσκολεύει ακόμη περισσότερο την ανίχνευσή τους.

Όπως εξήγησε ο Λούκας Σιέζα, ο Γαλαξίας δημιουργεί διαρκώς νέα άστρα και πλανήτες, γεγονός που σημαίνει ότι υπάρχουν συστήματα σε κάθε στάδιο εξέλιξης. Ωστόσο, τα περισσότερα σημερινά τηλεσκόπια δεν έχουν τη δυνατότητα να ανιχνεύσουν αυτούς τους «βρεφικούς» κόσμους.

Νέες δυνατότητες από το διαστημικό τηλεσκόπιο Roman

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman της NASA θα διευκολύνει σημαντικά τον άμεσο εντοπισμό και τη μελέτη παρόμοιων εξωπλανητών.

Το τηλεσκόπιο, το οποίο εκτοξεύθηκε στις 30 Αυγούστου, διαθέτει τον ισχυρότερο στεμματογράφο που έχει σταλεί μέχρι σήμερα στο Διάστημα. Το όργανο έχει σχεδιαστεί για να καταγράφει πλανήτες που είναι πολύ δυσκολότερο να διακριθούν μέσα στην εκτυφλωτική λάμψη των άστρων τους.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα μπορούσε να επιτρέψει την ανίχνευση πλανητών σε μικρότερες τροχιές και να προσφέρει λεπτομερέστερες παρατηρήσεις για τα χαρακτηριστικά και τις ατμόσφαιρές τους.

«Συνήθως ακούμε για τηλεσκόπια που λειτουργούν ξεχωριστά, όμως αυτή η επιβεβαίωση έγινε δυνατή μόνο με τον συνδυασμό πολλαπλών τηλεσκοπίων», σημείωσε η Αντρέα Μπερνάρντι.

Η επιστήμονας πρόσθεσε ότι ο Elias 2-24 b βρίσκεται στα όρια των σημερινών δυνατοτήτων ανίχνευσης, αλλά όργανα νέας γενιάς αναμένεται να καταστήσουν τέτοιες ανακαλύψεις ευκολότερες.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στις 16 Σεπτεμβρίου στο επιστημονικό περιοδικό «The Astrophysical Journal Letters».