Αν και το ηλιακό μας σύστημα περιέχει μόνο μια «κανονική Γη», οι αστρονόμοι προβλέπουν ότι άλλα συστήματα θα μπορούσαν να περιέχουν «σούπερ Γη». βραχώδεις πλανήτες με αρκετές φορές τη μάζα του πλανήτη μας. Καθώς τα κόκκινα αστέρια νάνων έχουν λιγότερη μάζα, δεν είναι σε θέση να κολλήσουν στο ελαφρύτερο αέριο που πηγαίνει σε σχηματισμούς γίγαντες αερίου. Τα υπόλοιπα βαρύτερα στοιχεία έχουν χρόνο να σχηματίσουν πολύ μαζικούς επίγειους πλανήτες.
Μια νέα εξήγηση για το σχηματισμό «υπερ-Γης» υποδηλώνει ότι είναι πιο πιθανό να βρεθούν σε τροχιά γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων - τον πιο άφθονο τύπο αστεριού - από τους γιγαντιαίους πλανήτες αερίου όπως ο Δίας και ο Κρόνος. Η θεωρία, από τον Δρ Alan Boss του Τμήματος Επίγειου Μαγνητισμού του Carnegie Institution, περιγράφει έναν μηχανισμό με τον οποίο η υπεριώδης ακτινοβολία από ένα κοντινό τεράστιο αστέρι απογυμνώνεται από ένα αέριο περίβλημα ενός πλανήτη που εκθέτει μια υπερ-Γη. Το έργο, που δημοσιεύθηκε στις 10 Ιουνίου 2006, Astrophysical Journal (Letters), εξηγεί τις πρόσφατες εξωηλιακές ανακαλύψεις πλανητών με τη μέθοδο μικροαισθητήρα.
Το Super-Earth έχει μάζες που κυμαίνονται μεταξύ αυτών της Γης και του Ποσειδώνα, αλλά έχουν άγνωστες συνθέσεις. «Από τα 300 αστέρια που βρίσκονται πλησιέστερα στον Ήλιο, τουλάχιστον 230 είναι κόκκινα αστέρια νάνων, με μάζες λιγότερες από τις μισές από αυτές του Ήλιου μας», λέει ο Boss. "Επειδή τα κοντινά αστέρια είναι τα ευκολότερα μέρη για αναζήτηση άλλων πλανητών που μοιάζουν με τη Γη, είναι σημαντικό να προσπαθήσουμε να προβλέψουμε τι είδους πλανητικά συστήματα μπορεί να έχουν και αυτό σημαίνει να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς μπορούν να σχηματιστούν οι πλανήτες τους."
Πρόσφατα, παρουσιάστηκαν στοιχεία για ίσως τον πλανήτη χαμηλότερης μάζας που βρέθηκε μέχρι σήμερα σε τροχιά γύρω από ένα κύριο αστέρι ακολουθίας όπως ο Ήλιος. Βρέθηκε από μια διεθνή κοινοπραξία αστρονόμων μέσω ενός γεγονότος microlensing, όπου ένα αστέρι προσκηνίου ενισχύει το φως από ένα πολύ πιο μακρινό αστέρι κάμπτοντας το φως του αστέρι φόντου προς την κατεύθυνση μας, ένα αποτέλεσμα που προέβλεψε ο Αϊνστάιν. Επιπλέον, παρατήρησαν επίσης μια δευτερεύουσα λάμψη, σύμφωνα με την παρουσία ενός πλανήτη μάζας περίπου 5,5-Γης σε τροχιά γύρω από το αστέρι του προσκηνίου σε απόσταση παρόμοια με την αστεροειδή ζώνη στο Ηλιακό μας Σύστημα. Ενώ η ταυτότητα του αστέρι προσκηνίου είναι άγνωστη, είναι πιθανότατα ένα αστέρι κόκκινου νάνου. Στη συνέχεια παρουσιάστηκαν στοιχεία για μικροαισθηματοποίηση από έναν πλανήτη μάζας 13-Γης γύρω από έναν άλλο κόκκινο νάνο.
Οι ομάδες ανίχνευσης μικροαισθητήρα ερμήνευσαν τις ανακαλύψεις τους ως απόδειξη ότι οι υπερ-Γη μπορούν να σχηματιστούν γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων με την ίδια διαδικασία που οδήγησε στο σχηματισμό της Γης και άλλων επίγειων πλανητών στο Ηλιακό μας Σύστημα, δηλαδή συγκρούσεις μεταξύ προοδευτικά μεγαλύτερων στερεών σωμάτων. Αυτή η διαδικασία είναι τόσο αργή, ωστόσο, που είναι απίθανο να οδηγήσει στο σχηματισμό γιγαντιαίων πλανητών αερίου γύρω από κόκκινους νάνους, επειδή το αέριο του δίσκου είναι πιθανό να εξαφανιστεί προτού τα στερεά σώματα μπορούν να μεγαλώσουν αρκετά ώστε να συλλάβουν οποιοδήποτε αέριο. Ωστόσο, οι ομάδες μικροαισθητήρα είχαν βρει προηγουμένως στοιχεία για δύο γιγάντιους πλανήτες αερίου με μάζες παρόμοιες με εκείνες του Δία γύρω από δύο άλλα κόκκινα αστέρια νάνων. Δεδομένου ότι έχουν εντοπιστεί ίσοι αριθμοί τόσο γιγάντιων όσο και υπερ-Γης πλανητών με μικροαισθητήρα, αλλά οι πρώτοι είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν, ισχυρίστηκαν ότι πρέπει να υπάρχουν πολύ λιγότεροι γιγαντιαίοι πλανήτες από τους υπερ-Γη.
Ο Αφενός σκεφτόταν αυτές τις ανακαλύψεις καθμένος σε ένα λόμπι ξενοδοχείου στο Χιούστον, όταν του συνέβη μια νέα εξήγηση για τους τέσσερις πλανήτες μικροαισθητήρα. Είχε στο παρελθόν δείξει ότι τα κόκκινα αστέρια νάνων είναι πιθανό να σχηματίσουν γίγαντες πρωτοπλάνες αερίου γρήγορα από τον μηχανισμό αστάθειας του δίσκου, οπότε ο αέριος δίσκος σχηματίζει σπειροειδείς βραχίονες και αυτο-βαρυτικούς πρωτοπλανήτες που θα γίνονταν Δία ελλείψει παρεμβολών. Ωστόσο, τα περισσότερα αστέρια σχηματίζονται σε περιοχές όπου τελικά σχηματίζονται τεράστια αστέρια Ο. Τέτοια αστέρια εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας (UV), η οποία απομακρύνει το αέριο του δίσκου γύρω από νεαρά αστέρια, εκθέτοντας τους εξωτερικούς πρωτοπλανήτες τους στην υπεριώδη ακτινοβολία και αφαιρώντας τους αέριους φακέλους τους. Το 2002 ο Boss και οι συνάδελφοί του Carnegie, George Wetherill και Nader Haghighipour (τώρα στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης), πρότειναν αυτήν την εξήγηση για τη δημιουργία του Ουρανού και του Ποσειδώνα, που έχουν μάζες παρόμοιες με αυτές των υπερ-Γη.
"Μου έμαθε ότι επειδή η απογύμνωση με υπεριώδη ακτινοβολία εξαρτάται από τη μάζα του κεντρικού άστρου, οι υπερ-Γη θα πρέπει να βρίσκονται σε πολύ μικρότερες τροχιές γύρω από έναν κόκκινο νάνο από ότι γύρω από τον Ήλιο", λέει ο Boss. «Αυτή η ιδέα προβλέπει φυσικά τους κόκκινους νάνους που σχηματίζονται κοντά σε τεράστια αστέρια θα καταλήξουν με σούπερ-Γη σε τροχιά σε αποστάσεις όπου έχουν βρεθεί σούπερ-Γη με μικροαισθητήρα». Οι κόκκινοι νάνοι που σχηματίζονται εν απουσία τεράστιων αστεριών δεν θα υποστούν απογύμνωση με υπεριώδη ακτινοβολία και ως εκ τούτου θα σχηματίσουν γιγαντιαίους πλανήτες αερίου σε αυτές τις αποστάσεις, αντί για υπερ-Γη. Τέτοια αστέρια είναι στη μειοψηφία, έτσι οι κόκκινοι νάνοι πρέπει να περιστρέφονται σε τροχιά κυρίως από υπερ-Γη σε αστεροειδείς αποστάσεις και πέρα. Αυτή η πρόβλεψη συμφωνεί με τις μέχρι τώρα ανιχνεύσεις μικροαισθητήρα.
Απομένει να δούμε αν οι θεωρητικές προβλέψεις του Boss θα επαληθευτούν από τις συνεχιζόμενες αναζητήσεις μικροαισθητήρα και από τις διαστημικές αποστολές ανίχνευσης πλανητών που σχεδιάζονται από τη NASA και την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος. Ο καθορισμός των συνθέσεων των υπερ-Γη θα είναι μια μεγάλη πρόκληση με σημαντικές επιπτώσεις στην κατοικήσιμό τους.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Carnegie
