Ουκρανοί αστρονόμοι ανακαλύπτουν «Εξωκομήτες» γύρω από ένα άλλο αστέρι

Όταν ένας κομήτης βυθίζεται κοντά στον ήλιο, είναι ένα εντυπωσιακό και σπάνιο θέαμα από εδώ στη Γη. Το ηλιακό μας σύστημα είναι γεμάτο με αυτά τα μικρά κομμάτια πάγου, ωστόσο, σε τροχιά μεγάλης απόστασης από τον ήλιο στο μακρινό σύννεφο Oort. Δεδομένης της πανταχού παρουσίας των κομητών εδώ, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι και άλλα πλανητικά συστήματα πιθανώς να τους έχουν επίσης.

Αστρονόμοι από το Κύριο Αστρονομικό Παρατηρητήριο (MAO) της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανίας στο Κίεβο δημοσίευσαν πρόσφατα μια ανακάλυψη πέντε νέων εξωκομητών—κομητών που περιστρέφονται γύρω από ένα αστέρι διαφορετικό από τον ήλιο—στο περιοδικό Astronomy &Astrophysics , χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Επιβεβαίωσαν επίσης ανεξάρτητα μια χούφτα εξωκομήτες που είχαν ανιχνευτεί στο παρελθόν από άλλους ερευνητές.

Μέσα στο ηλιακό μας σύστημα, οι κομήτες μελετώνται ως λείψανα του παρελθόντος, παρέχοντας ενδείξεις για τη χημεία του πώς σχηματίστηκαν η Γη και οι γειτονικοί της πλανήτες. Αποτελούν επίσης ένα ιδιαίτερα σημαντικό συστατικό της ιστορίας της Γης, επειδή πιστεύεται ότι οι κομήτες έφεραν νερό στη Γη, θέτοντας το υπόβαθρο για τον πλανήτη μας να σκάσει από ζωή.

«Νομίζω ότι οι εξωκομήτες είναι συναρπαστικοί και σημαντικοί για τον ίδιο λόγο που είναι σημαντικοί οι κομήτες στο δικό μας ηλιακό σύστημα», λέει ο Andrew Vanderburg, ένας φυσικός στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης που δεν συμμετείχε στο νέο εύρημα. «Οι κομήτες έχουν παίξει σαφώς σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του ηλιακού μας συστήματος…. Αν η ιστορία του δικού μας ηλιακού συστήματος εξαρτάται τόσο πολύ από εξωκομήτες, πώς μπορούμε να ελπίζουμε ότι θα κατανοήσουμε άλλα πλανητικά συστήματα χωρίς να γνωρίζουμε τους κομήτες τους;»

Αυτοί οι εξωκομήτες που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα στροβιλίζονται γύρω από ένα αστέρι που ονομάζεται Beta Pictoris, ένα καλά μελετημένο αγαπημένο των αστρονόμων που βρίσκεται μόλις περίπου 65 έτη φωτός από τη Γη — αρκετά κοντά σε κοσμικούς όρους. Το Beta Pictoris (γνωστός και ως Beta Pic) είναι πολύ νεότερο από τον ήλιο, ηλικίας μόλις 10 έως 40 εκατομμυρίων ετών σε σύγκριση με τα 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια του ηλιακού συστήματος, καθιστώντας το ένα χρήσιμο στιγμιότυπο του τι συμβαίνει κατά τη νεότητα ενός πλανητικού συστήματος. Αυτό το αστέρι βρίσκεται σε τροχιά από έναν αέριο γίγαντα πλανήτη 11 φορές μεγαλύτερο από τον Δία (που ονομάζεται Beta Pic b) και ένας τεράστιος δίσκος σκόνης διαμέτρου σχεδόν 40 δισεκατομμυρίων μιλίων, γνωστός ως δίσκος συντριμμιών.

Οι δίσκοι συντριμμιών αντιπροσωπεύουν την «ηλικιωμένη» εποχή των δίσκων που σχηματίζουν πλανήτες - το μεταγενέστερο στάδιο στον περίπλοκο χορό σκόνης και αερίου που σχηματίζει πλήρεις πλανήτες όπως αυτοί γύρω από τον ήλιο. Αυτοί οι δίσκοι είναι συχνά χαοτικά και βίαια μέρη, με κομμάτια βράχου και πρωτοπλανήτες να πετούν και να συγκρούονται. Εκεί έρχονται οι εξωκομήτες. Σε νεότερα πλανητικά συστήματα, όπως το Beta Pic, οι κομήτες πλησιάζουν τα αστέρια τους πολύ πιο συχνά, επειδή τα πάντα στο δίσκο εξακολουθούν να μετακινούνται πριν τα αντικείμενα εγκατασταθούν στην τελική τους διαμόρφωση.

Στην πραγματικότητα, αυτή η ανακάλυψη δεν είναι καν η πρώτη φορά που εμφανίζονται εξωκομήτες γύρω από το Beta Pic - η πρώτη ανίχνευση με το TESS έγινε το 2019 και προηγούμενες μελέτες κατέληξαν ότι το Beta Pic έχει στην πραγματικότητα δύο διαφορετικές ομάδες εξωκομητών με διαφορετικές ιδιότητες. Οι νέοι εξωκομήτες προσθέτουν σε έναν αυξανόμενο σωρό ανακαλύψεων εξωκομητών γύρω από πολλά αστέρια τόσο από το TESS όσο και από τον προκάτοχό του, το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler που κυνηγά πλανητών. Αν και αυτά τα παρατηρητήρια δεν είναι τα πρώτα που εντόπισαν εξωκομήτες σε κάποια μορφή, είναι τα πρώτα που τους ανιχνεύουν άμεσα μέσω διελεύσεων—μικρές βυθίσεις στην ποσότητα φωτός που βλέπουμε από ένα αστέρι καθώς ένας κομήτης περνά μπροστά. Εντοπίστηκε για πρώτη φορά στα δεδομένα Kepler το 2017, οι διελεύσεις των κομητών είναι πιο απότομες και πιο λοξές από τις διελεύσεις εξωπλανητών, εν μέρει ως αποτέλεσμα της μακριάς ουράς του κομήτη.

Οι διελεύσεις αποκαλύπτουν πόσο μεγάλος είναι ο εξωκομήτης, ενώ άλλες μέθοδοι ανακάλυψης μπορούν να μετρήσουν την ταχύτητα και την τροχιά του κομήτη. Όταν συνδυάζονται, όλες αυτές οι πληροφορίες παρέχουν μια πληρέστερη εικόνα του τι συμβαίνει με τους εξωκομήτες - πώς γεννιούνται και πώς αλλάζουν. Η δημιουργία ενός μεγάλου καταλόγου διελεύσεων από εξωκομήτες, γύρω από πολλά διαφορετικά αστέρια, θα επιτρέψει στους αστρονόμους να αποκαλύψουν μοτίβα στα δεδομένα, αποκαλύπτοντας πιθανώς τάσεις που προκαλούνται από τη διαδικασία σχηματισμού πλανητών.

Ο Jonathan Marshall, ένας μεταδιδακτορικός μελετητής στο Ινστιτούτο Αστρονομίας και Αστροφυσικής της Academia Sinica της Ταϊβάν, ελπίζει ότι αυτό το νέο κύμα ανακαλύψεων εξωκομητών θα ρίξει φως σε αστέρια που θαμπώνουν απροσδόκητα, γνωστά ως «μικροί σκύλοι». Το φως από αυτά τα αστέρια κυμαίνεται, πολύ παρόμοιο με αυτό που βλέπουν οι αστρονόμοι γύρω από το Beta Pic, αλλά οι βυθίσεις είναι λιγότερο συχνές και πολύ μεγαλύτερες. Οι μικροί βυθοί είναι επίσης πιο μακριά, καθιστώντας δύσκολο, αν όχι εντελώς αδύνατο, για τους αστρονόμους να τραβήξουν μια φωτογραφία για να διερευνήσουν περαιτέρω την αιτία του θαμπώματος. "Η χρήση του συστήματος Beta Pic ως πρότυπο μάς παρέχει ένα άλλο παράδειγμα, πάνω από το ηλιακό σύστημα ... που μπορεί να εφαρμοστεί σε μικρούς βολβούς για να συμπεράνουμε την εσωτερική λειτουργία αυτών των πιο ακραίων εξωκομετιακών συστημάτων", εξηγεί ο Marshall.

Οι Εξωκομήτες μπορεί ακόμη και να προσφέρουν μια εξήγηση για την ανεξήγητη εξασθένηση του KIC 8462852, πιο γνωστό ως «αστέρι του Μπογγιατζιάν» από την ανακάλυψή του Ταμπέτα Μπογιατζιάν, αστροφυσικός στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνα. Αυτό το αστέρι απέκτησε φήμη όταν ριζώθηκε μια τραβηγμένη υπόθεση ότι αυτή η θαμπάδα θα μπορούσε να είναι τα πρώτα σημάδια μιας εξωγήινης μεγαδομής. Η ίδια η Boyajian πιστεύει ότι η εξήγηση είναι πιο φυσική, αλλά δεν έχει βρει ακόμα μία λύση. «Εξακολουθούμε να εργαζόμαστε πάνω σε ένα μοντέλο που θα εξηγεί όλα τα δεδομένα για αυτό το αστέρι», λέει. "Κατά τη γνώμη μου, οι εξωκομήτες εξακολουθούν να είναι οι καλύτερες από τις θεωρίες, αλλά υπάρχουν ακόμα πολλές ανοιχτές ερωτήσεις για τις οποίες δεν έχουμε καλή απάντηση."

Αν υπάρχει ένα πλεονέκτημα από την ανακάλυψη περισσότερων εξωκομητών, είναι ότι είναι σίγουρα συνηθισμένοι, τουλάχιστον γύρω από ένα αστέρι όπως το Beta Pic. Και οι επιστήμονες αναμένουν από το TESS να ανακαλύψει πολλά περισσότερα στο μέλλον. Η δύναμη του TESS προέρχεται από την ικανότητά του να παρατηρεί "εκατομμύρια αστέρια τη φορά", λέει ο Vanderburg - ένας πολύ πιο αποτελεσματικός τρόπος για να αναζητήσετε εξωκομήτες στους ουρανούς από το να κοιτάξετε τα αστέρια ένα προς ένα. Το πολυαναμενόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο εκτοξεύτηκε στα τέλη του 2021, μπορεί επίσης να προσφέρει νέα εικόνα για τους εξωκομήτες.

«Δυστυχώς, η ομάδα μας έλαβε μόνο τα πρώτα μας αποτελέσματα στην επιστήμη των εξωκομητών. Μετά ήρθε ο πόλεμος», λέει ο Yakiv Pavlenko, επικεφαλής ερευνητής στο MAO της Ουκρανίας, εκ μέρους της ομάδας Ουκρανών ερευνητών πίσω από το νέο αποτέλεσμα. «Μετά τον πόλεμο θα συνεχίσουμε. Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε όλους τους αστρονόμους του κόσμου που μας στηρίζουν με λόγια και έργα.»

Παρακολουθήστε αυτό το επόμενο