Αστρονομία - Πλανητική μετανάστευση

Ανακαλύψεις… ίσως να μην υπάρχει τίποτε το προκλητικότερο για επιστήμονες και ερευνητές, από τα νέα ερωτηματικά που θέτει μια νέα ανακάλυψη. Όταν διαπιστώνουμε ότι ο κόσμος που μας περιβάλλει είναι κάτι λίγο «περισσότερο» από αυτό που μέχρι πρότινος αποτελούσε «κεκτημένο», τότε έρχεται η στιγμή που κάποια από τα υφιστάμενα μοντέλα μας που τον εξηγούν, χρειάζονται μια μικρή αναθεώρηση. Οι νέες θεωρίες και η νέα οπτική που υιοθετείται μπορεί κάλλιστα να απαντήσει σε ένα σημαντικό μέρος του νέου γρίφου, άλλα και με την σειρά της να δώσει υπόσταση σε νέα, πολλές φορές ακόμα περισσότερα ερωτηματικά. Αν κάποιος παρακολουθήσει τις ανακαλύψεις στον τομέα της Αστρονομίας και της Κοσμολογίας τα τελευταία 100 περίπου χρόνια, δεν θα εντυπωσιαστεί μόνο από τα πόσα έχουμε μάθει. Θα εντυπωσιαστεί και από τον ρυθμό, πολλές φορές καταιγιστικό, που οι ανακαλύψεις αυτές εμφανίζονται. Ίσως και να καταλάβει τον μεγάλο συντελεστή δυσκολίας που έχει για τους ειδικούς η ορθή ενσωμάτωση των νέων γνώσεων στο υπάρχον σύστημα.

 

Μιας ανακάλυψης… μύρια ερωτηματικά έπονται

 

Δεν έχουν συμπληρωθεί ούτε 22 χρόνια από τότε που πιστοποιήσαμε ότι το Ηλιακό μας Σύστημα δεν είναι το μόνο στο Σύμπαν. Η ανακάλυψη του πρώτου εξωπλανήτη, του 51 Pegasi b, ήταν μια ιστορικής σημασίας στιγμή τόσο για την Αστρονομία, όσο και συνολικά για την Επιστήμη. Όμως πίσω από τον δικαιολογημένο ενθουσιασμό, πολλά και σημαντικά ερωτηματικά προκαλούσαν να απαντηθούν. Τόσο οι ιδιότητες του, όσο και η απόσταση του από το μητρικό του άστρο, όχι μόνο δεν έμοιαζαν σε τίποτε γνώριμο από το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, άλλα ήταν και μη αναμενόμενα από τα περισσότερα ισχύοντα θεωρητικά μοντέλα μας. Με λίγα λόγια ο πλανήτης θεωρητικά δεν θα έπρεπε να είναι εκεί με τις ιδιότητες που έχει, άλλα είναι. Το ίδιο και οι ιδιότητες του. Ένας πλανήτης σαν τον Δία, σε μια τροχιά κατά πολύ πλησιέστερη από αυτή του Ερμή στο δικό μας άστρο. Το γιατί είναι εκεί που είναι, άλλα και το πώς βρέθηκε εκεί ήρθαν σχεδόν αυτόματα στο μυαλό των αστρονόμων. Ο 51 Pegasi b έμελλε να «βαφτίσει» μια μεγάλη κατηγορία πλανητών. Οι ανακαλύψεις που συνεχίστηκαν και πολλαπλασιάστηκαν φανέρωσαν έναν μεγάλο αριθμό ανάλογων πλανητών. Τους Θερμούς Δίες, γεγονός φυσιολογικό από την στιγμή που αυτά τα σώματα βρίσκονται σχεδόν μια… καυτή ανάσα μακριά από τα μητρικά τους άστρα. Οι προκλήσεις έμελε να ενταθούν. Τα πλανητικά συστήματα που εντοπίζουμε, πολλές φορές έχουν μικρή ή καμία ομοιότητα με το δικό μας. Δίπλα στους Θερμούς Δίες, βρήκαμε ανάλογα Θερμούς Ποσειδώνες, άλλα και Υπέρ-γαίες, και αρκετές ακόμα περισσότερο εξωτικές περιπτώσεις πλανητών, με κατανομή και τροχιές που αποτέλεσαν ή ακόμα αποτελούν γρίφο. Μεταξύ σοβαρού και αστείου πολλοί αστρονόμοι ξεκίνησαν να αναρωτιούνται μήπως τελικά το δικό μας πλανητικό σύστημα συνιστά… ανωμαλία. Τέτοια είναι η ποικιλία των εξωηλιακών πλανητικών συστημάτων. Άλλα και οι τροχιές πολλών από αυτά τα σώματα προβλημάτιζαν. Πλανήτες με υπερβολικά παραβολικές τροχιές διάρκειας χιλιάδων ετών, ακόμα και πλανήτες εξόριστοι, νομάδες, καταδικασμένοι να πλανώνται σε μοναχικές τροχιές γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Ήταν φανερό ότι το μοντέλο που περιέγραφε τα του δικού μας Ηλιακού Συστήματος, δεν αρκούσε να απαντήσει στα νέα αυτά δεδομένα, που έφερε η ανακάλυψη των εξωπλανητών. Και, όπως θα δούμε παρακάτω, ακόμα και το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, έχει τα δικά του προκλητικά ερωτηματικά.

 

Το υπάρχον μοντέλο

 

Το ότι οι πλανήτες μπορεί να βρίσκονται στις θέσεις που βρίσκονται, θέσεις που μπορεί να μην προβλέπονται ή συμφωνούν με τα θεωρητικά μοντέλα, δεν σημαίνει και ότι άνευ λόγου και αιτίας κάνουν «βόλτες» στην εκάστοτε πλανητική γειτονιά. Αν εξαιρέσει κανείς γεγονότα όπως συγκρούσεις σωμάτων, και βαρυτικές παρεκκλίσεις από γειτονικά άστρα, οι πλανήτες τείνουν να μείνουν στις θέσεις τους, που πολλές φορές όμως δεν είναι οι αρχικές. Το υφιστάμενο μοντέλο πλανητικής δημιουργίας, περισσότερο  εξελίχθηκε με βάση τα δεδομένα του δικού μας Ηλιακού Συστήματος, και πολλές από τις βασικές του αρχές δείχνουν να έχουν γενικότερη εφαρμογή. Σύμφωνα με αυτό, ένα πλανητικό σύστημα γεννιέται όταν το γιγάντιο μοριακό νέφος Υδρογόνου και Ηλίου που αποτελεί την πρώτη του ύλη, ξεκινά να συρρικνώνεται  ωθούμενο από το ίδιο του το βάρος. Σύντομα μετατρέπεται σε ένα πεπλατυσμένο δίσκο, μια δίνη, με τον πρωτοαστέρα στο κέντρο να συγκεντρώνει το συντριπτική ποσότητα του υλικού. Πολύ σύντομα, εξαιτίας της ολοένα αυξανόμενης θερμοκρασίας και πίεσης, ξεκινά η διαδικασία της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Ένα νέο άστρο έχει μόλις γεννηθεί. Τα υπολείμματα αυτής της διαδικασίας, θα σχηματίσουν σταδιακά τους πλανήτες. Οι αρχικά μικρές αυτόνομες συγκεντρώσεις ύλης, οι μικροί πλανητοειδείς, ξεκινούν να αλληλεπιδρούν, για να καταλήξουν τελικά στους νέους πλανήτες. Τα βαρύτερα στοιχεία, όπως ο Σίδηρος, μένουν πιο κοντά στο νεογέννητο άστρο, και θα αποτελέσουν τους πυρήνες των πλανητών όπως η Γη. Τα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως το Μεθάνιο και η Αμμωνία, θα αποτελέσουν δομικά στοιχεία των αέριων και παγωμένων γιγάντων. Αυτό φυσικά φαίνεται να έχει εφαρμογή για το δικό μας Ηλιακό Σύστημα όπως σήμερα παρουσιάζεται. Τόσο όμως τα εξωηλιακά πλανητικά συστήματα, όσο και κάποιες παρατηρήσεις στο δικό μας, δεν καλύπτονται στο έπακρο από το υπάρχον αυτό μοντέλο. Μια καλύτερη  εξήγηση έπρεπε να βρεθεί…

 

Πλανητική μετανάστευση

 

Πώς λοιπόν πλανήτες ανάλογοι του Δία, βρέθηκαν σε τροχιές τόσο κοντινές στο μητρικό τους  άστρο ; Και πώς πρέπει να εξηγήσουμε «ανωμαλίες» στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα, που αφορούν την δομή της Ζώνης Kuiper, άλλα και τον μεγάλο αριθμό των «Πλουτωνίδων» ( σώματα ανάλογα με τον Πλούτωνα ), που συνεχώς ανακαλύπτουμε ; Ακόμα και περιπτώσεις πλανητών «νομάδων», εξόριστων από τα πλανητικά τους συστήματα, που παρουσιάζονται σαν απαιτητικοί γρίφοι. Μια αρκετά λειτουργική εξήγηση, φαίνεται ότι βρίσκεται σε μια όχι και τόσο νέα προσέγγιση. Η θεωρία της Πλανητικής Μετανάστευσης, μετρά σχεδόν 35 χρόνια ζωής. Οι πρόσφατες ανακαλύψεις την έφεραν στο φώς της δημοσιότητας, και δείχνει να απαντά στο αίνιγμα κυρίως ( για την ώρα )  των Θερμών Διών. Σύμφωνα με αυτή πλανήτες σαν τον Δία, όντως σχηματίζονται μακριά από το μητρικό τους άστρο. Η βαρυτική αλληλεπίδραση όμως αυτών των μεγάλων σωμάτων, τόσο με τα υπολείμματα του μοριακού νέφους, όσο και με άλλους μικρότερους ή μεγαλύτερους πρωτοπλανήτες, μπορεί να τους ωθήσει να βρεθούν σε μια πορεία πολύ κοντά στο άστρο τους, σε ένα πολλές φορές «σπιράλ θανάτου», αφού πολλοί από αυτούς καταλήγουν στην διάπυρη επιφάνεια του άστρου τους. Αντίστροφη πορεία φυσικά και είναι εφικτή. Μάλιστα ίσως ο για την ώρα υποθετικός Πλανήτης 9 του Ηλιακού μας συστήματος, να εντάσσεται σε μια ανάλογη περίπτωση. Ανάλογα επίσης παραδείγματα φαίνεται να ενσαρκώνουν τόσο ο Ουρανός, όσο κυρίως ο Ποσειδώνας στην δική μας πλανητική γειτονιά. Μπορεί να φαίνεται δύσκολο να το φανταστούμε, έχοντας στο μυαλό μας την σημερινή σχετικά σταθερή κατάσταση του Ηλιακού Συστήματος, άλλα φαίνεται ότι οι συνθήκες στα νεογέννητα πλανητικά συστήματα, τείνουν να είναι χαοτικές. Θα ήταν πάρα πολύ δύσκολο να αναγνωρίσουμε το δικό μας, λίγα εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό του. Η θεωρία αυτή, έρχεται σαν απαραίτητη και λειτουργική προσθήκη στο καθιερωμένο μοντέλο, και δείχνει να απαντά σε αρκετά από τα ερωτήματα μας. Ο δρόμος βέβαια των ανακαλύψεων που έχουμε να διανύσουμε, δείχνει μακρύς και ίσως γεμάτος εκπλήξεις, που ίσως να μας αναγκάσουν ξανά να αναθεωρήσουμε τα όσα μας είναι ήδη γνώριμα.