Physics Geek
Του
Μιχάλη Σαρρή

Για πρώτη φορά είναι πολύ πιθανό οι επιστήμονες να έχουν παρατηρήσει ένα άστρο να καταβροχθίζει έναν πλανήτη βάση των παρατηρήσεων του X-ray Παρατηρητίου Chandra. Τα νέα δεδομένα πρόκειται να ρίξουν φως στο θέμα του σχηματισμού και της επιβίωσης των νεοσύστατων πλανητών.

Ήδη από το 1937, οι αστρονόμοι κοίταζαν το άστρο RW Aur A με απορία καθώς η φωτεινότητα του μειωνόταν για μικρό χρονικό διάστημα στο πέρασμα των δεκαετιών. Τα τελευταία χρόνια, η φωτεινότητα του μειωνόταν πολύ πιο συχνά και για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα με αποτέλεσμα να έρθει στο επίκεντρο της προσοχής μιας ομάδας ερευνητών από το Kavli Institute του MIT. Με τη χρήση του τηλεσκοπίου Chandra οι ερευνητές κατέληξαν στα δύο πιο πιθανά σενάρια με πιθανότερο τη σύγκρουση δύο νεαρών πλανητικών σωμάτων όπου το ένα ήταν αρκετά μεγάλο για να είναι πλανήτης.

Όπως τονίζει ο Hans Moritz Guenther, το άτομο που ηγείται της έρευνας, ακόμα και αν οι υπολογιστικές προσωμοιώσεις είχαν προβλέψει το ενδεχόμενο ένας ή περισσότεροι πλανήτες να καταλήξουν στο μητρικό τους άστρο, αυτή είναι η πρώτη φορά που πιθανότατα το παρατηρούμε.

Πώς μελετήθηκε το φαινόμενο;

Ο RW Aur A βρίσκεται στα Dark Clouds μεταξύ του αστερισμού του Ταύρου και του Ηνίοχου. Μέσα σε αυτό το νεφέλωμα γεννιούνται χιλιάδες άστρα. Το άστρο, όπως και ο συνοδός αστέρας του RW Aur B έχουν περίπου τη μάζα του ηλίου ενώ ο ίδιος είναι μερικών εκατομμυρίων χρόνων. Όπως τα περισσότερα αστέρια της ηλικίας του έχει ακόμα ένα δίσκο αερίου και σκόνης γύρω του.

Σε αντίθεση με τον Ήλιο μας, τα πολύ νέα άστρα περιβάλλονται από έναν περιστρεφόμενο δίσκο που αποτελείται από αέρια, σκόνη, και διάφορα σώματα μικρά ή μεγάλα που σχηματίζονται με τη δύναμη της βαρύτητας δημιουργώντας βραχώδη σώματα που συχνά καταλήγουν σε πλανήτες. Αυτοί οι δίσκοι συνεχίζουν να υφίστανται για 5-10 εκατομμύρια χρόνια.

             Illustration: NASA/CXC/M. Weiss; X-ray spectrum: NASA/CXC/MIT/H. M.Günther

Η μεταβολή που παρουσιαζόταν στην φωτεινότητα του RW Aur A που συνέβαινε ανά κάποιες δεκαετίες κρατούσε περίπου ένα μήνα. Το 2011 η συμπεριφορά του άλλαξε καθώς η μεταβολή διήρκησε περίπου 6 μήνες ενώ επανήλθε στα μέσα του 2014. Το Νοέμβριο του 2016 επανήλθε σε μέγιστη λαμπρότητα μέχρι τον Ιανουάριο του 2017. Το Chandra το παρατήρησε σε μια φωτεινή περίοδο το 2013 και σε σκοτεινές περιόδους του 2015 και του 2017 όπου παρατηρήθηκε και μείωση στις ακτίνες-Χ

Οι ερευνητές μελέτρησαν την πυκνότητα και τη σύσταση του υλικού που απορροφήθηκε από το άστρο μέσω των μεταβολών της έντασης που παρατηρήθηκε στο φάσμα των ακτίνων-Χ στα διάφορα μήκη κύματος αφού οι ακτίνες-Χ έρχονται από τη ζεστή εξωτερική ατμόσφαιρα του άστρου.

Βάση των δεδομένων από την παρατήρηση στο οπτικό φάσμα και στων ακτίνων-Χ η μεταβολή της φωτεινότητας αποδόθηκε σε πυκνό αέριο που έκρυβε τον αστέρα. Το 2017 ανιχνεύτηκε έντονη εκπομπή από άτομα σιδήρου δείχνοντας ότι ο δίσκος περιείχε τουλάχιστον 10 φορές περισσότερο σίδηρο από ότι στις παρατηρήσεις το 2013.

Η ομάδα υποστηρίζει ότι το επιπλέον σίδηρο προέκυψε όταν δύο μικρά πλανητικά σώματα συγκρούστηκαν. Αν το ένα ή και τα δύο ήταν κυρίως φτιαγμένο από σίδηρο τότε η σύγκρουση θα μπορούσε να απελευθερώσει αρκετό ώστε όσο το υλικό πέφτει στον αστέρα να μειωθεί η φωτεινότητά του.

Μία άλλη όχι όμως τόσο δημοφιλής εξήγηση είναι ότι ίσως σωματίδια σιδήρου και σκόνης είχαν παγιδευτεί μέσα στην δομή του δίσκου. Σε αυτή τη περίπτωση αν ο δίσκος διαταραχτεί ξαφνικά, για παράδειγμα αν ο συνοδός αστέρας περάσει πιο κοντά τότε μπορεί τα παλλιροϊκά κύματα να απελευθερώσουν τα σωματίδια προκαλώντας τις παραπάνω μεταβολές.

Φυσικά περισσότερη έρευνα απαιτείται για να εξαχθούν πιο ασφαλή συμπεράσματα ενώ οι ερευνητές αναμένουν να παρατηρήσουν πως θα μεταβληθεί η ποσότητα του σιδήρου στον δίσκο στα επόμενα χρόνια. Όπως αναλύει και ο Guenther στην προσπάθεια να ανακαλυφθούν οι μηχανισμοί που επιτρέπουν τη δημιουργία των εξωπλανητών είναι εξαιρετικά σημαντικό να μάθουμε ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την επιβίωση τους στα πρώτα στάδια της εξέλιξής τους.

Για περαιτέρω έρευνα:

“Optical Dimming of RW Aur Associated with an Iron-rich Corona and Exceptionally High Absorbing Column Density”, The Astronomical Journal : http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/aac9bd