Καραμπόλα κομητών σε κοντινό πλανητικό σύστημα. Giant Planet May Be Lurking In ‘Poisonous’ Gas Around Beta Pictoris

Artist’s conception of a hypothetical giant planet (left) in Beta Pictoris. The gas giant would sweep up comets into a swarm, causing frequent collisions. Astronomers using the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) are calling this the “preferred model” for observations they made. Credit: Goddard Space Flight Center/F. Reddy

Θρύψαλα παγωμένων σωμάτων που δεν μπορεί παρά να είναι κομήτες ανιχνεύθηκαν για πρώτη φορά γύρω από ένα κοντινό άστρο. Οι αστρονόμοι υπολογίζουν μάλιστα ότι στη βίαιη αυτή γειτονιά ένας μεγάλος κομήτης καταστρέφεται σε συγκρούσεις κάθε πέντε λεπτά.

Διεθνής ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε το ολοκαίνουργιο ραδιοτηλεσκόπιο ALMA στη Χιλή, το ισχυρότερο στην κατηγορία του, για να παρατηρήσει το βήτα του Οκρίβα (ή Οκρίβαντα), ένα άστρο σε απόσταση 63 ετών φωτός, γύρω από το οποίο έχουν μάλιστα ανακαλυφθεί πλανήτες.

Οι πλανήτες μόλις που διακρίνονται ακόμα και με τα ισχυρότερα τηλεσκόπια, οπότε οι ερευνητές θα ήταν αδύνατο να παρατηρήσουν άμεσα μικρότερα σώματα όπως οι κομήτες -σώματα που αποτελούνται κυρίως από πάγους και σκόνη.

Artist’s conception of the view towards the young star Beta Pictoris from the outer edge of its disk. This disk of dust and gas orbiting the star is produced by collisions between and evaporation of asteroids and comets. A giant planet may have already formed and terrestrial planets may be forming. A young terrestrial planet gaining mass by collision with an asteroid is shown in the middle of the panel. The young terrestrial planet is dry, without an atmosphere. It will likely acquire one later from the impact of water (or other kind of ice)-rich asteroids. Astronomers using NASA's Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer telescope have found that the gas in the Beta Pictoris disk is extremely carbon-rich, much more so than expected based on what is known about asteroids and comets in the Solar System. The inset panels show two possible outcomes for mature terrestrial planets around Beta Pic. The top one is a water-rich planet similar to the Earth; the bottom one is a carbon-rich planet, with a smoggy, methane-rich atmosphere similar to that of Titan, a moon of Saturn. Credit:NASA/FUSE/Lynette Cook

Αυτό που ανίχνευσαν ήταν η φασματική υπογραφή του μονοξειδίου του άνθρακα. «Τα μόρια CO μπορούν να επιζήσουν γύρω από ένα άστρο μόνο για σύντομα χρονικά διαστήματα, περίπου 100 χρόνια, πριν τελικά καταστραφούν από την υπεριώδη ακτινοβολία του άστρου» αναφέρει ο Μπιλ Ντεντ, ερευνητής του ALMA στη Χιλή.

«Οπότε το μονοξείδιο του θείου που παρατηρήσαμε πρέπει να ανανεώνεται διαρκώς, εκτός βέβαια αν το β του Οκρίβα βρίσκεται σε κάποια πολύ ασυνήθιστη φάση» εξηγεί.

Δεδομένου ότι οι κομήτες περιέχουν CO, οι παρατηρήσεις βρίσκονται σε συμφωνία με την υπόθεση ότι το αέριο προέρχεται από καραμπόλα κομητών, αναφέρει η ερευνητική ομάδα στην ηλεκτρονική επιθεώρηση Science Express.

Το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι διάσπαρτο στο δίσκο σκόνης και αερίου που περιβάλλει το άστρο. Είναι αντίθετα συγκεντρωμένο σε μια σχετικά μικρή περιοχή περίπου 13 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από το άστρο, απόσταση περίπου τρεις φορές μεγαλύτερη από την απόσταση Ήλιου-Ποσειδώνα.

An international team of astronomers exploring the disk of gas and dust around a nearby star have uncovered a compact cloud of poisonous gas formed by ongoing rapid-fire collisions among a swarm of icy, comet-like bodies. The researchers suggest the comet swarm is either the remnant of a crash between two icy worlds the size of Mars or frozen debris trapped and concentrated by the gravity of an as-yet-unseen planet. NASA.gov

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το πυκνό αυτό σύννεφο CO σχηματίστηκε λόγω της επίδρασης ενός άγνωστου ως σήμερα πλανήτης, ο οποίος πρέπει να βρίσκεται κι αυτός σε μεγάλη απόσταση από το άστρο. Η βαρυτική έλξη ενός τέτοιου πλανήτη θα μπορούσε να συγκεντρώσει το αέριο σε μια σχετικά μικρή περιοχή, όπως συμβαίνει και στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα με τους λεγόμενους «τρωικούς αστεροειδείς», οι οποίοι αναγκάζονται να στριμωχτούν σε μια στενή τροχιά γύρω από τον Ήλιο λόγω της βαρυτικής επίδρασης του γιγάντιου Δία.

Οι παρατηρήσεις του ALMA δείχνουν ότι η συνολική ποσότητα CO στο σύστημα ισούται χονδρικά με το ένα έκτο της μάζας του νερού στη Γη.

«Για να φτάσουμε σε αυτή την ποσότητα, ο ρυθμός των συγκρούσεων θα πρέπει να είναι πραγματικά εκπληκτικός, με την πλήρη καταστροφή ενός μεγάλου κομήτη κάθε πέντε λεπτά» επισημαίνει ο Δρ Ντεντ. «Και το μονοξείδιο του άνθρακα είναι μόνο η αρχή. Δεν αποκλείεται να υπάρχουν κι άλλα προ-οργανικά μόρια που απελευθερώνονται από παγωμένα σώματα».

Στο Ηλιακό Σύστημα εκτιμάται ότι υπάρχουν αρκετά εκατομμύρια κομήτες, από τους οποίους οι περισσότεροι συγκεντρώνονται στο λεγόμενο Νέφος του Όορτ, σε απόσταση περίπου ενός έτους φωτός από τον Ήλιο.