Το πλανητικό σύστημα ενός αρχαίου άστρου

του Αλέξη Δεληβοριά, Διδάκτορα Φυσικής

Αστρονόμοι ανακάλυψαν πρόσφατα τρεις πλανήτες σε τροχιά γύρω από ένα άστρο με τουλάχιστον διπλάσια ηλικία από αυτήν του Ήλιου. Ο ένας, μάλιστα, από τους πλανήτες αυτούς έχει βραχώδη σύσταση, αλλά βρίσκεται τόσο κοντά στο άστρο του, ώστε καλύπτεται από έναν ωκεανό μάγματος με θερμοκρασία που υπερβαίνει τους 2.000 °C.

Το άστρο του συστήματος με την κωδική ονομασία TOI 561 απέχει από εμάς μόλις 280 έτη φωτός και ανήκει σε μία σπάνια αστρική κατηγορία, τα μέλη της οποίας έχουν σημαντικά χαμηλότερη περιεκτικότητα σε «μέταλλα», δηλαδή σε στοιχεία βαρύτερα του υδρογόνου και του ηλίου. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι η ηλικία του είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου. Πραγματικά, ο πορτοκαλί αυτός νάνος έχει μάζα ίση με το 80% της μάζας του Ήλιου και γεννήθηκε πριν από 10,8 δισ. χρόνια, γεγονός που τον καθιστά ένα από τα αρχαιότερα, αλλά και με την χαμηλότερη περιεκτικότητα σε βαρύτερα στοιχεία, άστρα του Γαλαξία μας. Η προέλευση αυτών των άστρων δεν είναι ακόμη σαφής. Σύμφωνα με κάποιες μελέτες, γεννήθηκαν σε κάποιον μικρότερο και αρχαιότερο γαλαξία, ο οποίος αφομοιώθηκε από τον δικό μας, ενώ σύμφωνα με κάποιες άλλες μπορεί να ανήκουν στα πρώτα άστρα που σχηματίστηκαν μέσα στον Γαλαξία μας.

Η σχετική ανακάλυψη έγινε με την βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου TESS, καθώς και του τηλεσκοπίου Keck I, που βρίσκεται στο Αστεροσκοπείο Keck της Χαβάης. Ο «κυνηγός» εξωπλανητών TESS προσπαθεί να εντοπίσει εξωπλανήτες, ανιχνεύοντας τις ανεπαίσθητες διακυμάνσεις στην φωτεινότητα του μητρικού τους άστρου, οι οποίες προκαλούνται όταν ένας από αυτούς διέρχεται μπροστά από τον δίσκο του. 

Μέχρι στιγμής έχουν ανακαλυφθεί τρεις πλανήτες σε αυτό το πλανητικό σύστημα, με διαμέτρους μιάμιση, τρεις και δύο φορές μεγαλύτερες από αυτήν της Γης. Ο εσώτατος από αυτούς έχει βραχώδη σύσταση και τριπλάσια μάζα από αυτήν του πλανήτη μας, ενώ βρίσκεται σε τόσο μικρή απόσταση από το άστρο του, ώστε συμπληρώνει μία περιφορά γύρω του σε 10,5 ώρες. Όπως υπολογίστηκε, η απόστασή του από το άστρο του είναι 100 φορές μικρότερη από την μέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο, που σημαίνει ότι θα πρέπει να εκτελεί σύγχρονη περιστροφή γύρω του, όπως δηλαδή και η Σελήνη γύρω από την Γη. Αυτό σημαίνει ότι ο πλανήτης ολοκληρώνει μία περιστροφή γύρω από τον εαυτό του στον ίδιο χρόνο που διαγράφει μία πλήρη περιφορά γύρω από το άστρο του, με αποτέλεσμα να δείχνει πάντα την ίδια «όψη» του προς αυτό. Γι’ αυτό και η επιφανειακή του θερμοκρασία στο ημισφαίριό του που «βλέπει» προς το άστρο υπερβαίνει τους 2.000 °C, είναι δηλαδή σχεδόν διπλάσια από την θερμοκρασία του καυτού μάγματος στην Γη.

Οι δύο άλλοι πλανήτες έχουν αρκετά μικρότερη μάζα και σχετικά μεγάλη ακτίνα, γι’ αυτό και πιθανότατα δεν έχουν βραχώδη σύσταση.

 Πηγή: The TESS-Keck Survey. II. An Ultra-short-period Rocky Planet and Its Siblings Transiting the Galactic Thick-disk Star TOI-561 - IOPscience

https://www.eef.edu.gr/el/arthra/to-planitiko-systima-enos-arhaiou-astrou/