Έναν παράξενο μακρινό κόσμο, που μοιάζει να αψηφά τη συνηθισμένη αρχιτεκτονική των πλανητικών συστημάτων, μελετούν οι αστρονόμοι, με αφορμή τον εξωπλανήτη GJ 3090 b, ο οποίος όχι μόνο ακολουθεί μια εντυπωσιακά λοξή τροχιά γύρω από το άστρο του, αλλά κινείται και προς την αντίθετη κατεύθυνση από εκείνη της περιστροφής του.
Ο εξωπλανήτης βρίσκεται σε απόσταση περίπου 73 ετών φωτός
από τη Γη και περιφέρεται γύρω από έναν ερυθρό νάνο. Ανακαλύφθηκε το 2022, όμως
η λεπτομερέστερη μελέτη της τροχιάς του αποκάλυψε κάτι πολύ πιο ασυνήθιστο από
όσο αρχικά φαινόταν.
«Προς μεγάλη μας έκπληξη, όχι μόνο ο πλανήτης GJ 3090 b
βρίσκεται σε μια εξαιρετικά αποκλίνουσα τροχιά, αλλά κινείται και ανάδρομα,
προς την αντίθετη κατεύθυνση από την περιστροφή του άστρου του», δήλωσε ο
YannCarteret, μέλος της ερευνητικής ομάδας από το Τμήμα Αστρονομίας του
Πανεπιστημίου της Γενεύης (UNIGE).
Και ακριβώς αυτή η «ανάποδη» πορεία δημιουργεί ένα
ενδιαφέρον επιστημονικό αίνιγμα.
Γιατί κανονικά πλανήτης και άστρο πρέπει να κινούνται
προς την ίδια κατεύθυνση
Τα πλανητικά συστήματα γεννιούνται μέσα σε τεράστιους
δίσκους αερίου και σκόνης που περιβάλλουν νεαρά άστρα. Το υλικό αυτών των
δίσκων περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση με το κεντρικό άστρο και, κατά
συνέπεια, οι πλανήτες που σχηματίζονται μέσα σε αυτούς αναμένεται να ακολουθούν
αντίστοιχη φορά.
Κατά κανόνα, οι τροχιές των πλανητών αναμένεται επίσης να
βρίσκονται περίπου στο ίδιο επίπεδο με τον ισημερινό του μητρικού τους άστρου.
Η γωνιακή απόκλιση ανάμεσα στο επίπεδο περιστροφής ενός
άστρου και στο τροχιακό επίπεδο ενός πλανήτη συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα
Ψ (Psi). Τέτοιες αποκλίσεις μπορούν να προκύψουν από διαταραχές κατά τη
δημιουργία και τη μετέπειτα εξέλιξη ενός πλανητικού συστήματος.
Για να γίνει αντιληπτή η διαφορά, στην περίπτωση της Γης
η γωνία Ψ είναι μόλις 7 μοίρες.
«Η μέτρηση της γωνίας Ψ μάς προσφέρει στοιχεία για τον
σχηματισμό και την εξέλιξη των πλανητικών συστημάτων. Είναι επομένως φυσικό να
προσπαθούμε να τη μετρήσουμε και σε άλλα πλανητικά συστήματα», εξήγησε ο
Carteret.
Η τεράστια απόκλιση των 136 μοιρών
Ο GJ 3090 b έχει ακτίνα περίπου 2,2 φορές μεγαλύτερη από
εκείνη της Γης και μάζα περίπου 4,5 φορές μεγαλύτερη, χαρακτηριστικά που τον
κατατάσσουν στην κατηγορία των λεγόμενων «υπο-Ποσειδώνων» (sub-Neptunes).
Οι υπο-Ποσειδώνες συγκαταλέγονται στους συνηθέστερους
τύπους πλανητών που έχουν εντοπιστεί στον Γαλαξία μας. Όμως η τροχιά του
συγκεκριμένου κόσμου κάθε άλλο παρά συνηθισμένη αποδείχθηκε.
Όταν οι επιστήμονες τον παρατήρησαν χρησιμοποιώντας το
όργανο NIRPS του Αστεροσκοπείου LaSilla, κατάφεραν να υπολογίσουν τη γωνία Ψ
του.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό – 136 μοίρες.
Μια τόσο μεγάλη τιμή σημαίνει ότι η τροχιά του πλανήτη
είναι ακραία αποστασιοποιημένη από το επίπεδο που θα περίμεναν οι επιστήμονες
με βάση την περιστροφή του άστρου του. Και, επειδή η γωνία ξεπερνά κατά πολύ
τις 90 μοίρες, ο GJ 3090 b ουσιαστικά περιφέρεται ανάδρομα γύρω από το άστρο του.
«Οι επιδόσεις του NIRPS στο υπέρυθρο ήταν εκείνες που μας
επέτρεψαν να επιτύχουμε την ακρίβεια που απαιτείται για να μετρήσουμε, σε έναν
τόσο μικρό πλανήτη, τη γωνία ανάμεσα στο τροχιακό επίπεδό του και στο ισημερινό
επίπεδο του άστρου», ανέφερε η LénaParc του Πανεπιστημίου της Γενεύης.
Μόλις πέντε τέτοια συστήματα έχουν παρατηρηθεί
Το πλανητικό σύστημα του GJ 3090 είναι μόλις ένα από τα
πέντε που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα με γωνία Ψ μεγαλύτερη από 70 μοίρες.
Υπάρχει, όμως, μια καθοριστική διαφορά.
Στα υπόλοιπα γνωστά συστήματα με τόσο ακραία απόκλιση
υπάρχει ένα μεγάλης μάζας ουράνιο σώμα, η βαρυτική επίδραση του οποίου μπορεί
να εξηγήσει γιατί οι τροχιές των πλανητών βρέθηκαν τόσο έντονα «στραβωμένες».
Ένας τέτοιος κοσμικός «ταραξίας» θα μπορούσε να είναι
ένας γιγάντιος αέριος πλανήτης, ένας καφέ νάνος ή ακόμη και ένα δεύτερο άστρο.
Στην περίπτωση του GJ 3090 b, όμως, οι αστρονόμοι δεν
έχουν βρει τίποτα τέτοιο.
Ο πλανήτης φαίνεται να είναι μόνος, χωρίς κάποιον γνωστό
τεράστιο συνοδό που θα μπορούσε με τη βαρύτητά του να έχει ανατρέψει τόσο
δραματικά την τροχιά του.
Και αυτό ακριβώς κάνει την περίπτωσή του τόσο
ενδιαφέρουσα.
Πώς μπορεί ένας πλανήτης να καταλήξει να κινείται
«ανάποδα»;
Η απουσία ενός μεγάλου συνοδού αναγκάζει τους επιστήμονες
να εξετάσουν διαφορετικά σενάρια για το πώς δημιουργήθηκε αυτή η ακραία
τροχιακή διάταξη.
Μία από τις πιθανές εξηγήσεις αφορά όχι μια μεταγενέστερη
βαρυτική αναστάτωση, αλλά τις ίδιες τις συνθήκες μέσα στις οποίες γεννήθηκαν οι
πλανήτες του συστήματος.
«Η απουσία ενός μεγάλης μάζας συνοδού που θα μπορούσε να
εξηγήσει αυτή την ασυνήθιστη τροχιά θα μας οδηγήσει να διερευνήσουμε άλλες
υποθέσεις», δήλωσε ο VincentBourrier του UNIGE.
Ο ίδιος προτείνει ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον ενδεχόμενο για
την προέλευση της τεράστιας γωνίας Ψ: «Στην περίπτωση του GJ 3090, το άστρο θα
μπορούσε να έχει προσαυξήσει έναν δευτερεύοντα δίσκο, ο οποίος ήταν έντονα
αποκλίνων και περιστρεφόταν ανάδρομα, και μέσα σε αυτόν στη συνέχεια να
σχηματίστηκαν οι πλανήτες του συστήματος».
Με άλλα λόγια, ο GJ 3090 b ίσως να μην απέκτησε την
παράξενη τροχιά του επειδή κάποιο μεγάλο ουράνιο σώμα τον «έσπρωξε» αργότερα
εκτός πορείας.
Είναι πιθανό να γεννήθηκε εξαρχής μέσα σε έναν δεύτερο,
λοξό και ανάδρομα περιστρεφόμενο δίσκο ύλης γύρω από το άστρο του.
Αν αυτή η υπόθεση επιβεβαιωθεί, ο παράξενος εξωπλανήτης
των 73 ετών φωτός θα μπορούσε να προσφέρει στους αστρονόμους ένα σπάνιο
παράθυρο σε πολύ πιο περίπλοκους τρόπους σχηματισμού πλανητικών συστημάτων από
εκείνον που γνωρίζουμε από το δικό μας Ηλιακό Σύστημα.