Οι 60 πλανήτες του ηλιακού συστήματος

Οι 60 πλανήτες του ηλιακού συστήματος

Είναι ψυχροί, μακρινοί και έχουν παράξενες τροχιές. Έτσι εξηγείται γιατί κανείς μέχρι σήμερα δεν μπόρεσε να τους εντοπίσει.

Αυτή η ανακάλυψη είναι ικανή να ανατρέψει τις υπάρχουσες πεποιθήσεις μας για το ηλιακό σύστημα. Μετά την ανακάλυψη του Σέντνα (βλ. Focus Νο 55), ο οποίος θεωρείται περισσότερο πλανητοειδής παρά πλανήτης, Αμερικανοί αστρονόμοι εντόπισαν ένα ακόμη ουράνιο σώμα που πληροί όλες τις προϋποθέσεις για να χαρακτηριστεί ως ο δέκατος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος. Βρισκόμαστε ενώπιον του τελευταίου συνόρου του ηλιακού μας συστήματος ή στο κατώφλι μιας ανεξερεύνητης περιοχής που βρίθει από πλανήτες;

Μακρινοί κόσμοι

Η ανακάλυψη είναι επαναστατική για δύο λόγους. Ο πρώτος αφορά στις διαστάσεις, αφού το 2003UB313 έχει διάμετρο 2.860 χιλιόμετρα, περίπου εξακόσια χιλιόμετρα μεγαλύτερο από τον Πλούτωνα. Σε αντίθεση με τα υπόλοιπα ουράνια σώματα που ανακαλύφθηκαν τα τελευταία χρόνια, θεωρείται «καθαρόαιμος» πλανήτης.

Ο δεύτερος λόγος είναι ότι αυτή η ανακάλυψη ενισχύει μια νέα θεωρία σύμφωνα με την οποία το ηλιακό μας σύστημα αποτελείται από δεκάδες ή και εκατοντάδες πλανήτες οι οποίοι δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί. Σύμφωνα με τον Γιουτζίν Τσιάνγκ, αστρονόμο στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ των ΗΠΑ, γύρω από τον Ήλιο υπάρχει μια άλως με πλανήτες, εκ των οποίων κάποιοι είναι το ίδιο μεγάλοι με τη Γη.

Συγκέντρωση αερίων

Μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι είχαν καταλήξει σε ένα συγκεκριμένο μοντέλο για τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος. Όπως αυτό προβλέπει, πριν από δισεκατομμύρια χρόνια το ηλιακό μας σύστημα ήταν ένα νέφος διαστρικών αερίων και σκόνης γνωστό ως νεφέλωμα. Εκείνη την περίοδο κάποιο κοντινό αστέρι με μάζα πολλαπλάσια του Ήλιου εξερράγη με τρομακτική δύναμη, σκορπίζοντας γύρω του βίαια κύματα κλονισμού που προκάλεσαν την απότομη συστολή του αρχέγονου νεφελώματος.

Ο συνδυασμός συστολής και βαρύτητας ανάγκασαν το νεφέλωμα να περιστρέφεται. Όσο μεγάλωνε η συστολή τόσο μεγάλωνε η περιστροφή και το αντίστροφο. Όπως μια μπαλαρίνα στον πάγο περιστρέφεται όλο και πιο γρήγορα καθώς μαζεύει τα χέρια της, έτσι και το νεφέλωμα γύριζε γρηγορότερα, καταρρέοντας κάτω από τη δύναμη της ίδιας του της βαρύτητας.

Κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης, στο κέντρο του νέφους σχηματίστηκε σταδιακά μια πολύ θερμή περιοχή με υψηλότατη πίεση, ένας πρωταστέρας. Ένα τμήμα από το αρχικό νέφος δεν κατέληξε στον πρωταστέρα αλλά συνέχισε να περιστρέφεται γύρω από αυτόν. Έτσι δημιουργήθηκε ο λεγόμενος Δίσκος Συσσώρευσης. Με το πέρασμα του χρόνου τα σωματίδια σκόνης του δίσκου συγχωνεύτηκαν σε μεγαλύτερα σώματα, τους πρωτοπλανήτες.

Περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια μετά τη γέννησή του, ο πρωταστέρας άρχισε να εκπέμπει έναν ισχυρό ηλιακό άνεμο που απομάκρυνε τα τελευταία υπολείμματα αερίων. Ένα τμήμα τους συγκεντρώθηκε στους εξώτερους πρωτοπλανήτες όπως ο Δίας και ο Κρόνος, οι οποίοι μεταμορφώθηκαν στους αέριους γίγαντες που γνωρίζουμε σήμερα. Στο συγκεκριμένο σημείο το ηλιακό σύστημα απαρτιζόταν από αέριους γίγαντες και στερεά πρωτοπλανητικά σώματα τα οποία, εξαιτίας των μεταξύ τους συγκρούσεων, γίνονταν όλο και πιο συμπαγή. Μέχρι να φτάσουμε στο σημερινό ηλιακό μας σύστημα μεσολάβησε ένα χρονικό διάστημα από δέκα έως εκατό εκατομμύρια χρόνια.

Πλανητική άλως

Ο Τσιάνγκ έχει διαφορετική άποψη για τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος. Σε προσομοιώσεις που έκανε με τη χρήση υπερσύγχρονων υπολογιστικών μοντέλων ανακάλυψε ότι πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια στο ηλιακό σύστημα υπήρχαν εξήντα πλανήτες. Όσοι βρίσκονταν εγγύτερα στον Ήλιο είχαν μέγεθος όσο ο Άρης, ενώ οι πιο απομακρυσμένοι είχαν διπλάσιο μέγεθος, όσο η Γη. Μερικοί από αυτούς μετεξελίχθηκαν στους πλανήτες που γνωρίζουμε σήμερα. Οι υπόλοιποι σχημάτισαν την υποθετική πλανητική άλω, που περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα.

Καραμπόλα στα αστέρια

Πώς κατέληξαν εκεί; Σύμφωνα πάντα με την προσομοίωση του Τσιάνγκ, η βαρυτική δύναμη που ασκούσε κάθε πρωτόγονος πλανήτης στους άλλους οδήγησε στην αλλαγή της τροχιάς τους. Πολλοί συγκρούονταν μεταξύ τους και συγχωνεύονταν σε έναν και μοναδικό πλανήτη.

Οι διαστάσεις ορισμένων μεγάλωσαν τόσο πολύ, ώστε προσέλκυσαν, χάρη στη δύναμη της βαρύτητάς τους, μεγάλες ποσότητες αερίων και μεταμορφώθηκαν στους τωρινούς αέριους πλανήτες. Άλλα ουράνια σώματα κατέληξαν κοντά σε μεγαλύτερους πλανήτες χωρίς να συγκρουστούν μαζί τους. Αντίθετα, εκτράπηκαν από τη βαρύτητα των πλανητών-γιγάντων, με αποτέλεσμα να εκτοξευτούν πολύ μακριά από τον Ήλιο –σαν μια μπάλα του μπάσκετ που στροβιλίζεται στη στεφάνη χωρίς να μπει μέσα.

Πάντως δεν μπορούμε να εικάσουμε σε ποιες τροχιές κατέληξαν αυτά τα αντικείμενα, διότι τα υπολογιστικά μοντέλα που διαθέτουμε δεν είναι τόσο εξελιγμένα ώστε να πραγματοποιούν ακριβείς προσομοιώσεις.

Παρ’ όλα αυτά, τα κομπιούτερ μάς λένε ότι το 10-20% αυτών των αντικειμένων κατευθύνθηκε προς ασυνήθιστες τροχιές. Αυτό ακριβώς συνέβη και στον 2003UB313, πράγμα που αποδεικνύει, σύμφωνα με τον Τσιάνγκ, πως σε κάποιο σημείο πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον δέκα πλανήτες με μέγεθος όσο ο Άρης ή η Γη και δεκάδες άλλοι μικρότεροι, οι οποίοι απλώς περιμένουν να τους ανακαλύψουμε.

Η ίδια προσομοίωση καταδεικνύει επίσης ότι μερικοί πλανήτες υπέστησαν τέτοια βαρυτική ώθηση, ώστε εκτοξεύτηκαν από το ηλιακό σύστημα και σήμερα ανήκουν στους λεγόμενους πλάνεταρ (planetar). Πρόκειται για «νομάδες» του διαστήματος στο σύμπαν. Τα τελευταία χρόνια ανακαλύφθηκαν τουλάχιστον είκοσι τέτοιοι.

Πόσοι είναι τελικά;

Η νέα αυτή υπόθεση δεν βρίσκει όλους τους αστρονόμους σύμφωνους. Ο Άλαν Μπος, από το Ινστιτούτο Κάρνεγκι στην Ουάσινγκτον, υποστηρίζει ότι όλοι οι πλανήτες σχηματίστηκαν την ίδια χρονική περίοδο, συνεπώς ο μηχανισμός που προτείνει ο Τσιάνγκ δεν ευσταθεί από επιστημονικής πλευράς. Οι διάφορες εικασίες αντιφάσκουν, γεγονός που καταδεικνύει ότι το αρχικό πλαίσιο δεν είναι σαφές. Τη λύση αναμένεται να δώσει η παρατήρηση άλλων ηλιακών συστημάτων που βρίσκονται σε φάση σχηματισμού.

Γι’ αυτόν τον σκοπό έχει επιστρατευτεί το Spitzer, το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA που παρατηρεί τον ουρανό στο υπέρυθρο φάσμα. Ήδη φωτογράφισε κάποια αστέρια που περιβάλλονται από έναν δίσκο σκόνης, ο οποίος ίσως κρύβει πλανήτες σε στάδιο δημιουργίας. Αυτό όμως που κυρίως κατέδειξε είναι ότι δεν δημιουργούνται όλα τα ηλιακά συστήματα με τον ίδιο τρόπο.

Όταν το Spitzer φωτογράφισε το αστέρι CoKu Tau/4, σε απόσταση 420 ετών φωτός από τη Γη, ανακάλυψε γύρω του έναν δίσκο σκόνης στο εσωτερικό του οποίου υπήρχε ένα κενό. Δημιουργήθηκε όταν ένας πλανήτης με μάζα τριάντα φορές μεγαλύτερη από της Γης «καθάρισε» την τροχιά στην οποία περιστρεφόταν. Η τροχιά του πλανήτη, ακόμη ασταθής, μας επέτρεψε να συμπεράνουμε ότι το ουράνιο αυτό σώμα πρέπει να είναι σχετικά νέο. Με αυτόν τον τρόπο αποδεικνύεται ότι οι πλανήτες μπορούν να δημιουργηθούν μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Όταν όμως το τηλεσκόπιο στράφηκε προς τον Βέγκα, πολύ φωτεινό αστέρι εκατό εκατομμυρίων ετών, εντόπισε γύρω του ένα νέφος από σκόνη και βράχους αλλά χωρίς αέρια. Η μόνη λογική εξήγηση είναι ότι ο Βέγκα ξαναγέμισε πρόσφατα με σκόνη.

Γύρω από αυτό το αστέρι πραγματοποιούνται ακόμη προσκρούσεις μεγάλων αντικειμένων όπως κομήτες, αστεροειδείς ή πλανήτες σε φάση δημιουργίας. Το αστέρι HD 69830, συνομήλικο του Ήλιου, περιβάλλεται από μια λωρίδα αστεροειδών είκοσι πέντε φορές πυκνότερη από εκείνη του ηλιακού μας συστήματος.

Γιατί δεν σχηματίστηκε εκεί κάποιος πλανήτης; Αυτό είναι ένα μυστήριο. Πάντως μέσα από όλα αυτά οι αστρονόμοι συμπεραίνουν ότι το κάθε ηλιακό σύστημα ακολουθεί τους δικούς του μηχανισμούς. Τώρα σειρά έχει να κατανοήσουμε ποιοι ήταν εκείνοι που δημιούργησαν τον Ήλιο και τους εννέα, δέκα ή ακόμη και εκατό πλανήτες που τον περιβάλλουν.