Σχεδόν όλοι οι εξωηλιακοί πλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής ήταν τεράστιοι, σε μέγεθος Δία και πάνω. Το ερώτημα είναι: θα μπορούσαν να διαρκέσουν μικρότεροι πλανήτες μεγέθους Γης στα ίδια συστήματα αστεριών; Οι ερευνητές δημιούργησαν μια προσομοίωση όπου μικροσκοπικοί πλανήτες τοποθετήθηκαν στο ίδιο σύστημα με τους μεγαλύτερους πλανήτες για να δουν αν θα μπορούσαν να συγκεντρώσουν αρκετό υλικό για να γίνουν τόσο μεγάλοι όσο η Γη. Διαπίστωσαν ότι ένα κοντινό σύστημα - 55 Cancri - θα μπορούσε να έχει σχηματίσει επίγειους πλανήτες, με σημαντικό νερό στην κατοικήσιμη ζώνη.
Η σταθερή ανακάλυψη γιγαντιαίων πλανητών σε τροχιά γύρω από αστέρια εκτός από τον ήλιο μας έχει αυξήσει τις εικασίες ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν κόσμοι τύπου Γης σε κοντινά πλανητικά συστήματα ικανά να συντηρήσουν τη ζωή. Τώρα οι ερευνητές που εκτελούν προσομοιώσεις υπολογιστών για τέσσερα κοντινά συστήματα που περιέχουν γιγάντιους πλανήτες για το μέγεθος του Δία, βρήκαν έναν που θα μπορούσε να είχε σχηματίσει έναν πλανήτη σαν τη Γη με τις κατάλληλες συνθήκες για να υποστηρίξει τη ζωή.
Ένα δεύτερο σύστημα είναι πιθανό να έχει ζώνη από βραχώδη σώματα μεγέθους Άρη ή μικρότερο. Τα άλλα δύο, όπως δείχνουν τα μοντέλα, δεν έχουν τις κατάλληλες συνθήκες για να σχηματίσουν έναν πλανήτη μεγέθους Γης. Κάθε σύστημα βρίσκεται εντός 250 ετών φωτός από τη Γη (ένα έτος φωτός είναι περίπου 5,88 τρισεκατομμύρια μίλια). Οι αστρονόμοι έχουν ήδη βρει στοιχεία ότι κάθε σύστημα περιέχει τουλάχιστον δύο γιγάντιους πλανήτες σχετικά με τη μάζα του Δία, οι οποίοι έχουν μεταναστεύσει κοντά στα αστέρια τους, ίσως τόσο κοντά όσο ο Ερμής είναι στον ήλιο.
Για καθένα από τα τέσσερα συστήματα, οι ερευνητές διεξήγαγαν 10 μηχανογραφικές προσομοιώσεις που τοποθέτησαν έμβρυα μικρών πλανητών ή πρωτοπλανήτες στο σύστημα για να δουν αν είναι σε θέση να συλλέξουν περισσότερο υλικό και να σχηματίσουν έναν πραγματικό πλανήτη το μέγεθος της Γης. Κάθε προσομοίωση είχε τις ίδιες συνθήκες στο πλανητικό σύστημα, εκτός από το ότι η θέση και η μάζα κάθε πρωτοπλανήτη άλλαξαν ελαφρώς, δήλωσε ο Sean Raymond, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, ο οποίος συμμετείχε στην εργασία ενώ ήταν φοιτητής διδακτορικού αστρονομίας στο το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον.
Ο Raymond είναι επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας που περιγράφει την έρευνα που δημοσιεύτηκε τον Ιούνιο στο Astrophysical Journal. Συν-συγγραφείς είναι ο Rory Barnes, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ο οποίος συμμετείχε επίσης στο έργο, ενώ ήταν διδακτορικός φοιτητής αστρονομίας UW και ο Nathan Kaib, φοιτητής διδακτορικού στην Αστρονομία. Το έργο χρηματοδοτήθηκε από την Εθνική Διοίκηση Αεροναυτικής και Διαστήματος, το Ινστιτούτο Αστροβιολογίας της NASA και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
«Είναι συναρπαστικό το ότι τα μοντέλα μας δείχνουν έναν κατοικήσιμο πλανήτη, έναν πλανήτη με μάζα, θερμοκρασία και περιεχόμενο νερού παρόμοιο με αυτό της Γης, θα μπορούσε να είχε σχηματιστεί σε ένα από τα πρώτα εξωηλιακά συστήματα πολλαπλών πλανητών που εντοπίστηκαν», δήλωσε ο Barnes.
Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι πολλά γνωστά εξωηλιακά πλανητικά συστήματα έχουν περιοχές αρκετά σταθερές για να υποστηρίξουν πλανήτες που κυμαίνονται από τη μάζα της Γης έως εκείνη του Κρόνου. Τα μοντέλα UW δοκίμασαν το σχηματισμό πλανητών σε συστήματα που ονομάζονται 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 και HD 74156. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι τα συστήματα είναι πλήρη και οι τροχιές των γιγαντιαίων πλανητών τους είναι καλά εδραιωμένες. Υποθέτουν επίσης συνθήκες που θα μπορούσαν να επιτρέψουν το σχηματισμό μικρών σωμάτων που θα μπορούσαν να εξελιχθούν σε βραχώδεις πλανήτες σαν τη Γη.
Στα μοντέλα, οι επιστήμονες τοποθέτησαν έμβρυα πλανητών σε μέγεθος φεγγαριού μεταξύ γιγαντιαίων πλανητών και τους επέτρεψαν να εξελιχθούν για 100 εκατομμύρια χρόνια. Με αυτές τις υποθέσεις, βρήκαν τους επίγειους πλανήτες που σχηματίστηκαν εύκολα στο 55 Cancri, μερικές φορές με ουσιαστικό νερό και τροχιές στην κατοικήσιμη ζώνη του συστήματος. Διαπίστωσαν ότι το HD 38529 είναι πιθανό να υποστηρίζει έναν αστεροειδή ιμάντα και μικρότερα σώματα μεγέθους Άρη, αλλά όχι σημαντικούς επίγειους πλανήτες. Δεν σχηματίστηκαν πλανήτες στα HD 37124 και HD 74156.
«Αυτό που με εξέπληξε περισσότερο ήταν να δω το σύστημα που σχημάτισε μόνο πλανήτες το μέγεθος του Άρη ή μικρότερο», είπε ο Raymond. "Οτιδήποτε μεγάλωνε πολύ θα ήταν ασταθές, οπότε υπήρχε μια συσσώρευση πολλών μικρότερων πρωτοπλανητών ίσως το ένα δέκατο του μεγέθους της Γης"
Ήταν σημαντικό, είπε ο Kaib, ότι τα μοντέλα έδειξαν ότι οι συνθήκες θα μπορούσαν να παραμείνουν αρκετά σταθερές για 100 εκατομμύρια χρόνια, έτσι ώστε ένα πλανητικό έμβρυο να έχει την ευκαιρία να συγκεντρώσει περισσότερη ουσία και να εξελιχθεί σε σώμα το μέγεθος του φεγγαριού ή του Άρη. «Στο πρώιμο σύστημά μας, αυτό πιθανότατα ήταν το εσωτερικό μας ηλιακό σύστημα, με εκατοντάδες σώματα που έχουν μέγεθος», είπε
Οι εξωηλιακοί πλανήτες έχουν ανακαλυφθεί με αυξανόμενη συχνότητα τα τελευταία χρόνια λόγω τεχνικών που ανιχνεύουν γιγαντιαίους πλανήτες από τη βαρυτική τους επίδραση στα γονικά τους αστέρια. Είναι αβέβαιο πώς εξελίσσονται οι γιγαντιαίοι πλανήτες, αλλά πιστεύεται ότι σχηματίζονται πολύ μακριά από τα αστέρια τους και μετά μεταναστεύουν προς τα μέσα, ωθούμενοι από τους δίσκους αερίου από τους οποίους σχηματίστηκαν. Εάν η μετανάστευση συμβεί αργά στην ανάπτυξη του συστήματος, οι γιγαντιαίοι πλανήτες ενδέχεται να καταστρέψουν τα περισσότερα από τα υλικά που χρειάζονται για την κατασκευή πλανητών που μοιάζουν με τη Γη, δήλωσε ο Raymond. Σημείωσε ότι, ενώ η παρουσία γιγαντιαίων πλανητών είναι αρκετά καλά εδραιωμένη, θα χρειαστεί λίγη ώρα πριν να είναι δυνατή η ανίχνευση πολύ μικρότερων πλανητών μεγέθους Γης γύρω από άλλα αστέρια.
Για μια άλλη πρόσφατη εργασία, ο Raymond έτρεξε περισσότερες από 450 προσομοιώσεις υπολογιστών για να χαρτογραφήσει τεράστιες τροχιές πλανητών που επιτρέπουν τη δημιουργία πλανητών σαν τη Γη. Εάν ένας γιγαντιαίος πλανήτης είναι πολύ κοντά, θα αποτρέψει τη συσσώρευση βραχώδους υλικού σε έναν πλανήτη μεγέθους Γης. Αυτή η μελέτη έδειξε ότι μόνο περίπου το 5% των γνωστών συστημάτων γιγαντιαίων πλανητών είναι πιθανό να έχουν πλανήτες σαν τη Γη. Αλλά λόγω των μεγάλων χρόνων παρατήρησης και του ευαίσθητου εξοπλισμού που απαιτείται για την ανίχνευση πλανητών στο μέγεθος του Κρόνου και του Δία, είναι πιθανό να υπάρχουν πολλά πλανητικά συστήματα όπως το δικό μας σε αυτόν τον γαλαξία, είπε.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων UW
