Πιστωτική εικόνα: NASA
Μια ομάδα αστρονόμων ζύγιζε μια ομάδα πλανητών σε τροχιά γύρω από ένα πάλσαρ, μετρώντας ακριβώς τις τροχιές τους. Αυτό που είναι ασυνήθιστο είναι ότι το διάστημα μεταξύ των πλανητών ταιριάζει σχεδόν ακριβώς με το διάστημα του Ερμή, της Αφροδίτης και της Γης - καθιστώντας αυτό το παράξενο σύστημα το πιο παρόμοιο με το δικό μας Ηλιακό Σύστημα που έχει ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής. Το pulsar, 1257 + 12, ανακαλύφθηκε πριν από 13 χρόνια χρησιμοποιώντας το ραδιο τηλεσκόπιο Arecibo.
Για πρώτη φορά, οι πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ένα πάλσαρ έχουν «ζυγιστεί» μετρώντας ακριβώς τις παραλλαγές στο χρόνο που τους χρειάζεται για να ολοκληρώσουν μια τροχιά, σύμφωνα με μια ομάδα αστρονόμων από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια και το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας.
Αναφέροντας στη θερινή συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας, ο μεταδιδακτορικός ερευνητής του Caltech Maciej Konacki και ο καθηγητής αστρονομίας του Penn State, Alex Wolszczan, ανακοίνωσαν σήμερα ότι μάζες δύο από τους τρεις γνωστούς πλανήτες σε τροχιά γύρω από έναν ταχέως περιστρεφόμενο pulsar 1.500 έτη φωτός στον αστερισμό της Παρθένου μετρήθηκε με επιτυχία. Οι πλανήτες είναι 4,3 και 3,0 φορές τη μάζα της Γης, με σφάλμα 5 τοις εκατό.
Οι δύο μετρημένοι πλανήτες βρίσκονται σχεδόν στο ίδιο τροχιακό επίπεδο. Εάν ο τρίτος πλανήτης είναι ομοιόμορφος με τους άλλους δύο, είναι περίπου διπλάσιος από τη μάζα του φεγγαριού. Αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν συναρπαστικά στοιχεία ότι οι πλανήτες πρέπει να έχουν εξελιχθεί από ένα δίσκο ύλης που περιβάλλει το πάλσαρ, με τρόπο παρόμοιο με αυτόν που οραματιζόταν για πλανήτες γύρω από αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο, λένε οι ερευνητές.
Οι τρεις πλανητικοί πλανήτες, με τις τροχιές τους σε απόσταση σχεδόν ακριβής αναλογία με τα διαστήματα μεταξύ του Ερμή, της Αφροδίτης και της Γης, περιλαμβάνουν ένα πλανητικό σύστημα που είναι εκπληκτικά παρόμοιο στην εμφάνιση με το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Είναι σαφώς οι πρόδρομοι οποιουδήποτε πλανήτη που μοιάζει με τη Γη που μπορεί να ανακαλυφθεί γύρω από κοντινά αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο από τα μελλοντικά διαστημόμετρα του διαστήματος, όπως η αποστολή Space Interferometry ή το Terrestrial Planet Finder.
«Παραδόξως, το πλανητικό σύστημα γύρω από το pulsar 1257 + 12 μοιάζει με το δικό μας ηλιακό σύστημα περισσότερο από οποιοδήποτε εξωηλιακό πλανητικό σύστημα που ανακαλύφθηκε γύρω από ένα ηλιακό αστέρι», δήλωσε ο Konacki. "Αυτό υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός πλανητών είναι πιο καθολικός από τον αναμενόμενο."
Οι πρώτοι πλανήτες σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι εκτός από τον ήλιο ανακαλύφθηκαν από τον Wolszczan και τον Frail γύρω από ένα παλιό, ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων, PSR B1257 + 12, κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης αναζήτησης για πάλσαρ που πραγματοποιήθηκε το 1990 με το γιγαντιαίο ραδιο τηλεσκόπιο Arecibo 305 μέτρων. Τα αστέρια νετρονίων είναι συχνά παρατηρήσιμα ως ραδιοφωνικοί πάλσαρ, επειδή αποκαλύπτονται ως πηγές εξαιρετικά περιοδικών, παλμικών εκρήξεων ραδιοεκπομπών. Είναι εξαιρετικά συμπαγή και πυκνά υπολείμματα από εκρήξεις σουπερνόβα που σηματοδοτούν τους θανάτους τεράστιων, φυσιολογικών αστεριών.
Η εξαιρετική ακρίβεια των χιλιοστών του δευτερολέπτου πάλσαρ προσφέρει μια μοναδική ευκαιρία για αναζήτηση πλανητών και ακόμη και μεγάλων αστεροειδών σε τροχιά γύρω από το πάλσαρ. Αυτή η προσέγγιση «χρονικού πάλσαρ» είναι ανάλογη με το γνωστό φαινόμενο Doppler, το οποίο χρησιμοποιείται με επιτυχία από τους οπτικούς αστρονόμους για τον εντοπισμό πλανητών γύρω από τα κοντινά αστέρια. Ουσιαστικά, το αντικείμενο σε τροχιά προκαλεί αντανακλαστική κίνηση στο πάλσαρ, με αποτέλεσμα να διαταράσσονται οι χρόνοι άφιξης των παλμών. Ωστόσο, όπως και η μέθοδος Doppler, η μέθοδος συγχρονισμού του πάλσαρ είναι ευαίσθητη σε αστρικές κινήσεις κατά μήκος της οπτικής όψης, ο συγχρονισμός του πάλσαρ μπορεί να ανιχνεύσει μόνο παραλλαγές χρόνου άφιξης παλμού που προκαλούνται από μια παλμική ταλάντωση στην ίδια γραμμή. Η συνέπεια αυτού του περιορισμού είναι ότι μπορεί κανείς να μετρήσει μόνο μια προβολή της πλανητικής κίνησης στη οπτική γωνία και δεν μπορεί να προσδιορίσει το πραγματικό μέγεθος της τροχιάς.
Λίγο μετά την ανακάλυψη των πλανητών γύρω από το PSR 1257 + 12, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν ότι οι βαρύτεροι δύο πρέπει να αλληλεπιδρούν βαρυτικά με μετρήσιμο τρόπο, λόγω της σχεδόν αντιστοιχίας 3: 2 των 66,5 και 98,2 ημερών των τροχιακών περιόδων τους. Καθώς το μέγεθος και το ακριβές πρότυπο των διαταραχών που προκύπτουν από αυτήν την κατάσταση σχεδόν συντονισμού εξαρτώνται από τον αμοιβαίο προσανατολισμό των πλανητικών τροχιών και από τις πλανητικές μάζες, μπορεί κανείς, κατ 'αρχήν, να εξαγάγει αυτές τις πληροφορίες από ακριβείς χρονικές παρατηρήσεις.
Ο Wolszczan έδειξε τη σκοπιμότητα αυτής της προσέγγισης το 1994, αποδεικνύοντας την παρουσία της προβλεπόμενης επίδρασης διαταραχής στο χρονοδιάγραμμα του πλανήτη pulsar. Στην πραγματικότητα, ήταν η πρώτη παρατήρηση ενός τέτοιου φαινομένου πέρα από το ηλιακό σύστημα, στο οποίο παρατηρούνται συνήθως συντονισμοί μεταξύ πλανητών και πλανητικών δορυφόρων. Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν επίσης εντοπίσει παραδείγματα βαρυτικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ γιγαντιαίων πλανητών γύρω από κανονικά αστέρια.
Οι Konacki και Wolszczan εφάρμοσαν την τεχνική συντονισμού συντονισμού συντονισμού στις μικρο-δευτερόλεπτες ακριβείς χρονικές στιγμές του PSR B1257 + 12 που έγιναν μεταξύ 1990 και 2003 με το γιγαντιαίο ραδιο τηλεσκόπιο Arecibo. Σε ένα έγγραφο που εμφανίζεται στα Astrophysical Journal Letters, αποδεικνύουν ότι η υπογραφή της πλανητικής διαταραχής που ανιχνεύεται στα δεδομένα χρονισμού είναι αρκετά μεγάλη για να λάβει εκπληκτικά ακριβείς εκτιμήσεις για τις μάζες των δύο πλανητών σε τροχιά γύρω από το πάλσαρ.
Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από τους Konacki και Wolszczan απομακρύνουν την πιθανότητα ότι οι πλανητικοί πλανήτες είναι πολύ πιο μαζικοί, κάτι που θα συνέβαινε εάν οι τροχιές τους ήταν προσανατολισμένες περισσότερο «πρόσωπο με πρόσωπο» σε σχέση με τον ουρανό. Στην πραγματικότητα, αυτά τα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν την πρώτη σαφή αναγνώριση πλανητών μεγέθους Γης που δημιουργήθηκαν από έναν πρωτοπλανητικό δίσκο πέρα από το ηλιακό σύστημα.
Ο Wolszczan είπε, "Αυτό το εύρημα και η εντυπωσιακή ομοιότητα της εμφάνισης του συστήματος pulsar με το εσωτερικό ηλιακό σύστημα παρέχουν μια σημαντική οδηγία για τον προγραμματισμό των μελλοντικών αναζητήσεων για πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη γύρω από τα κοντινά αστέρια."
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Caltech
