Πέμπτη, 19 Δεκεμβρίου 2013

Βρέθηκε το πρώτο «εξωφεγγάρι»; Has the first exomoon been found?

This artist rendering shows the view from a hypothetical habitable exomoon in orbit around Jupiter- and Saturn-like worlds. Credit: Dan Durda

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει περισσότερους από χίλιους εξωπλανήτες. Όμως ο διαθέσιμος εξοπλισμός καθώς και οι τεχνικές εντοπισμού μακρινών διαστημικών σωμάτων που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα δεν βοηθούν (και) στον εντοπισμό δορυφόρων πλανητών. Ομάδα ερευνητών στις ΗΠΑ υποστηρίζει ότι εντόπισε ένα σώμα που πιθανώς αποτελεί το φεγγάρι ενός εξωπλανήτη. Αν αυτό ισχύει θα είναι ο πρώτος δορυφόρος ενός πλανήτη που εντοπίζεται έξω από το ηλιακό μας σύστημα.

Η ανακάλυψη

Ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου Notre Dame στην Ιντιάνα χρησιμοποίησε μια από τις πιο πρόσφατες τεχνικές που αναπτύχθηκαν για τη μελέτη άστρων αλλά και τον εντοπισμό εξωπλανητών. Χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο οι επιστήμονες εντόπισαν δύο σώματα που βρίσκονται σε απόσταση 1.800 ετών φωτός από εμάς. Οι ερευνητές έχουν διαπιστώσει ότι το ένα σώμα είναι πλανήτης και αναζητούν την ταυτότητα του άλλου. Δύο είναι τα επικρατέστερα σενάρια για το τι είναι αυτό το διαστημικό ζευγάρι.

Δορυφόρος ή άστρο;

It's an even weirder world than Pandora (Image: TM and copyright 20th Century Fox/Everett/Rex)

Το ένα σενάριο κάνει λόγο για έναν καφέ νάνο (ένα «αποτυχημένο» άστρο) που γύρω του περιστρέφεται ένας πλανήτης με μέγεθος παρόμοιο με εκείνο του Ποσειδώνα. Το δεύτερο σενάριο μιλάει για ένα πλανήτη τέσσερις φορές μεγαλύτερο από τον Δία που διαθέτει ένα δορυφόρο με μέγεθος περίπου το μισό από αυτό της Γης.

Αν το δεύτερο σενάριο επαληθευθεί θα έχουμε να κάνουμε με το πρώτο «εξωφεγγάρι» που εντοπίζεται στο Σύμπαν. Όμως υπάρχουν κάποια στοιχεία τα οποία οι ειδικοί επισημαίνουν ότι περιορίζουν τις πιθανότητες το δεύτερο σενάριο να ισχύει. Πρώτον ο δορυφόρος αυτός είναι πολύ μεγάλος και δεύτερον κινείται σε πολύ μεγάλη απόσταση από τον μητρικό του πλανήτη. Υπολογίζεται ότι τα δύο σώματα έχουν απόσταση 20 εκατομμυρίων χλμ. όταν ο μεγαλύτερος σε μέγεθος δορυφόρος στο ηλιακό μας σύστημα, ο Γανυμήδης, βρίσκεται σε απόσταση ενός εκατομμυρίου χλμ από τον Δία.

Τα πλανητικά μοντέλα αλλά και οι δημοφιλέστερες θεωρίες σχηματισμού πλανητικών συστημάτων δεν έχουν προβλέψει κάτι τέτοιο, δηλαδή ένα μεγάλο δορυφόρο που να βρίσκεται σε πολύ μεγάλη απόσταση από το μητρικό του πλανήτη.

Η τεχνική

The gravitational microlensing effect exploited by Beaulieu et al.2 results from the bending of space-time near an object of given mass that is predicted by Einstein's general theory of relativity. An object, such as a star, crossing our line of sight to a more distant source star will affect the light from that star just like a lens, producing two close images whose total brightness is enhanced. If the lensing star is accompanied by a planet, one can (potentially) observe not only the principal effect from the star, but also a secondary, smaller effect resulting from perturbation by the planet.

Το φαινόμενο του μικροφακού, το οποίο προβλέπεται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, συντελείται όταν ένα άστρο περνάει μπροστά από ένα άλλο, πιο μακρινό άστρο. Κατά το πέρασμα αυτό το βαρυτικό πεδίο του πιο κοντινού άστρου – το οποίο σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα κάμπτει τον περιβάλλοντα χωροχρόνο – διαθλά το φως του πιο μακρινού άστρου λειτουργώντας σαν μεγεθυντικός φακός μέσα από τον οποίο το άστρο και οι πλανήτες που κινούνται γύρω από αυτό γίνονται ορατά από τη Γη.

Η τεχνική του μικροφακού είναι μια σχετικά νέα προσέγγιση η οποία διαφέρει σημαντικά από τις δυο κύριες μεθόδους που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την αναζήτηση εξωπλανητών – τη μέθοδο της διάβασης, η οποία βασίζεται στη σκίαση ενός άστρου καθώς ένας πλανήτης διαβαίνει από μπροστά του, και τη μέθοδο της ακτινικής ταχύτητας, η οποία βασίζεται στην αλλαγή της ακτινικής ταχύτητας ενός άστρου (της κίνησής του δηλαδή σε σχέση με τον Ήλιο) εξ αιτίας της βαρυτικής επιρροής που προκαλεί σε αυτό ένας πλανήτης που περιφέρεται γύρω του. Η ανακάλυψη των δύο σωμάτων δημοσιεύεται στον δικτυακό τόπο επιστημονικών προδημοσιεύσεων arXiv.