Οι αστρονόμοι ίσως έχουν αποκαλύψει την περίεργη προέλευση των πιο παράξενων πλανητών στο σύμπαν, των λεγόμενων «διπλών καυτών αδελφών του Δία». Η ομάδα πίσω από την έρευνα ελπίζει ότι η ανακάλυψή τους θα βοηθήσει στον εντοπισμό περισσότερων από αυτούς τους σπάνιους πλανήτες.
Οι καυτοί εξωπλανήτες δηλαδή, είναι καυτοί γίγαντες αερίων μεγέθους παρόμοιου ή μεγαλύτερου από τον Δία, που περιφέρονται τόσο κοντά στα αστέρια τους ώστε ένας χρόνος τους να διαρκεί λιγότερο από μία μέρα της Γης. Ενώ οι καυτοί πλανήτες τύπου «Δίας» είναι σπάνιοι, καθώς περιφέρονται γύρω από μόλις το 1% των αστεριών, ακόμα πιο σπάνιοι είναι οι «διπλοί καυτοί πλανήτες». Αυτά τα ζεύγη εξωπλανητών βρίσκονται σε διπλά αστρικά συστήματα, όπου ένας πλανήτης περιφέρεται γύρω από κάθε αστέρα του ζεύγους.
Αυτή είναι μια παράξενη διάταξη και κάτι που οι επιστήμονες επιθυμούν να κατανοήσουν, καθώς φαίνεται να αμφισβητεί τις θεωρίες για το σχηματισμό πλανητών. Η ομάδα των αστρονόμων πιστεύει πως έχει το κλειδί για το μυστήριο, ανακαλύπτοντας ότι η φυσιολογική, μακροχρόνια εξέλιξη των διπλών συστημάτων μπορεί φυσικά να οδηγήσει στη δημιουργία ενός καυτού Δία γύρω από κάθε αστέρα.
Η διαδικασία μετανάστευσης von Zeipel-Lidov-Kozai (ZLK)
Η διαδικασία που μελέτησε η ομάδα είναι γνωστή ως μετανάστευση von Zeipel-Lidov-Kozai (ZLK). Η θεωρία αυτή προτείνει ότι με την πάροδο του χρόνου, πλανήτες με ασυνήθιστες τροχιές ή γωνίες τροχιάς μπορούν να επηρεαστούν από τη βαρύτητα ενός άλλου σώματος, οδηγώντας τους να γίνουν καυτές εκδοχές του Δία κοντά στο μητρικό τους αστέρι.
«Ο μηχανισμός ZLK είναι ένας είδος χορού», δήλωσε η επικεφαλής της ομάδας και αστρονόμος του Πανεπιστημίου Yale, Malena Rice.
«Σε ένα διπλό σύστημα, το επιπλέον αστέρι μπορεί να διαμορφώσει και να παραμορφώσει τις τροχιές των πλανητών, προκαλώντας τους να μεταναστεύσουν προς τα μέσα».
«Δείχνουμε πώς οι πλανήτες σε διπλά συστήματα μπορούν να υποστούν μια καθρέφτιστη διαδικασία μετανάστευσης, έτσι ώστε και τα δύο αστέρια να καταλήξουν με καυτούς Δίες».
Προσομοιώσεις και δεδομένα από NASA και ESA
Για να καταλήξουν στο συμπέρασμα, η Rice και οι συνεργάτες της εκτέλεσαν αρκετές προσομοιώσεις εξέλιξης διπλών αστεριών με δύο πλανήτες, χρησιμοποιώντας το υπολογιστικό σύστημα Grace στο Yale Center for Research Computing, μαζί με δεδομένα από το NASA Exoplanet Archive και την αποστολή παρακολούθησης αστεριών Gaia της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA).
«Με τον κατάλληλο κώδικα και επαρκή υπολογιστική ισχύ, μπορούμε να εξερευνήσουμε πώς εξελίσσονται οι πλανήτες σε δισεκατομμύρια χρόνια – κινήσεις που κανένας άνθρωπος δεν θα μπορούσε να παρακολουθήσει σε μια ζωή, αλλά που αφήνουν αποτυπώματα για να τα παρατηρήσουμε», είπε ο ερευνητής του Yale, Yurou Liu.
Νέα διάσταση στα μοντέλα σχηματισμού πλανητών
Η ακούσια συνέπεια της έρευνας της ομάδας είναι ότι κάνει τα μοντέλα σχηματισμού πλανητών πολύ πιο ενδιαφέροντα.
«Θα περίμενε κανείς ότι οι γιγάντιοι πλανήτες σχηματίζονται μακριά από τα μητρικά τους αστέρια», εξήγησε ο Liu. «Αυτό καθιστά τους καυτούς Δίες και προσιτούς και μυστηριώδεις – και ένα αξιόλογο αντικείμενο μελέτης».
Η αναζήτηση για περισσότερους διπλούς καυτούς Δία
Για το κυνήγι περισσότερων διπλών καυτών Δία, η ομάδα προτείνει να επανεξεταστούν διπλά συστήματα όπου έχει ήδη εντοπιστεί ένας καυτός Δίας. Η μοναδική προϋπόθεση είναι: οι αστέρες γονείς πρέπει να έχουν απόσταση που να μην είναι ούτε πολύ κοντινή ούτε πολύ μακρινή, αλλά ακριβώς τη σωστή.
«Ο μηχανισμός που προτείνουμε λειτουργεί καλύτερα όταν οι αστέρες βρίσκονται σε μετριασμένη απόσταση», εξήγησε το μέλος της ομάδας και ερευνητής του Yale, Tiger Lu.
«Πρέπει να είναι αρκετά μακριά ώστε να αναμένεται ο σχηματισμός γιγάντιων πλανητών γύρω από κάθε αστέρα, αλλά αρκετά κοντά ώστε οι δύο αστέρες να επηρεάζουν ο ένας τον άλλον κατά τη διάρκεια της ζωής του συστήματος».
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε στις 10 Ιουνίου στο περιοδικό The Astrophysical Journal.