Μελέτη αιτιολογεί τη δημιουργία νέων πλανητών ως αποτέλεσμα περιστρεφόμενων δίσκων με αστρικά υπολείμματα.

Αστροφυσικοί του ΜΙΤ παρουσιάζουν στην επιστημονική επιθεώρηση Nature τα πρώτα άμεσα δεδομένα πως πύρινα θραύσματα που προκύπτουν κατά το θάνατο ενός αστεριού μπορούν να στροβιλίζονται γύρω από αυτό, μετά την εξαφάνιση του. Με τον τρόπο αυτό τα συντρίμμια του άστρου τοποθετούνται σε τροχιά γεγονός που θα μπορούσε να οδηγήσει στη γέννηση νέων παράξενων πλανητών.

Η πρώτη αυτή παρατήρηση ενός δίσκου θραυσμάτων γύρω από ένα νεκρό άστρο, που έγινε με το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο Σπίτζερ της NASA, θα μπορούσε να είναι ο επί μακρόν αναζητούμενος συνδετικός κρίκος ύπαρξης των πρώτων πλανητών που σχηματίστηκαν εκτός του ηλιακού μας συστήματος. Το 1992, τρεις πλανήτες του μεγέθους της γης διαπιστώθηκε πως βρίσκονταν σε τροχιά γύρω από ένα ήδη κατεστραμμένο άστρο, που ονομάζεται πάλσαρ.

Το εύρημα των επιστημόνων του MIT επιβεβαιώνει αυτό που οι ερευνητές είχαν υποθέσει από τα έμμεσα στοιχεία: αυτοί οι εξωτικοί πλανήτες διαμορφώθηκαν πιθανώς από έναν σκονισμένο δίσκο θραυσμάτων. "Όταν ανακαλύφθηκε το πλανητικό σύστημα γύρω από τα πάλσαρ, οι επιστήμονες συμφωνούσαν πως οι πλανήτες διαμορφώθηκαν πιθανώς από έναν δίσκο", αναφέρει ο Ζόνγκχιανγκ Ουάνκ, εκ των συντακτών της μελέτης, μεταδιδακτορικός συνεργάτης του ΜΙΤ, στο τμήμα Ερευνών Αστροφυσικής και Διαστήματος. Μέχρι τώρα οι ερευνητικές αναζητήσεις δίσκων γύρω από παλαιά πάλσαρ ήταν άκαρπες. "Η μελέτη μας ανακάλυψε έναν τέτοιο δίσκο, γεγονός που ενισχύει την πεποίθησή μας πως οι πλανήτες σχηματίζονται γύρω από τα πάλσαρ από υπολείμματα δίσκων.

Τα πάλσαρ εκπέμπουν τεράστιο ποσό ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, όμως μέσα σε αυτό το σκληρό περιβάλλον, έχουμε έναν δίσκο που φαίνεται αρκετά σαν εκείνους που σχηματίζονται γύρω από νέα άστρα όπου καταλήγουν σε πλανήτες", αναφέρει ο ερευνητής Ντίπτου Τσάκραμπαρτι, επίκουρος καθηγητής φυσικής στο τμήμα Ερευνών Αστροφυσικής και Διαστήματος του MIT.

Τα τεράστια αστέρια με μάζες μεγαλύτερες κατά 10 φορές της μάζας του ήλιου πεθαίνουν σε εκρήξεις σουπερνόβας. Αυτά τα νεκρά άστρα καταρρέουν υπό το βάρος τους, διασκορπίζοντας την ύλη τους μακριά στο διάστημα. Ο απίστευτα πυκνός εναπομείναντας πυρήνας μπορεί να γίνει γρήγορα ένα περιστρεφόμενο πάλσαρ, ένας τύπος αστεριού νετρονίων. Ένα αστέρι νετρονίων έχει το μέγεθος μιας πόλης αλλά με μάζα σχεδόν ίδια με αυτή του ήλιου. Οι ερευνητές θεωρούν πως η έκρηξη των σούπερνοβα διασκορπίζει σε μεγάλες αποστάσεις το μεγαλύτερο μέρος του αστεριού κι οποιονδήποτε άλλο κοντινό πλανήτη, αλλά μερικά συντρίμμια μικρής ποσότητας συμπεριφέρονται όπως η πυρήνας του παλαιού άστρου, σχηματίζοντας ένα άστρο νετρονίων.

Όταν οι Ουάνκ, Τσάκραμπαρτι και Κάπλαν χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Σπίτζερ για να μελετήσουν ένα καινούριο πάλσαρ ακτίνων Χ σε απόσταση 13.000 ετών φωτός στον αστερισμό της Κασσιόπειας, διαπίστωσαν την ύπαρξη ενός κρύου δίσκο γύρω του, στο υπέρυθρο.

Και κατέληξαν: "αυτό είναι ο ονομαζόμενος δίσκος συγκράτησης, υλικό που δεν έχει δραπετεύσει από την έκρηξη του σούπερνοβα που έλαβε χώρα πριν από περίπου 100.000 έτη. Η εργασία μας παρέχει τα πρώτα άμεσα δεδομένα για ένα τέτοιο σενάριο, επειδή ο δίσκος συντριμμιών που ανιχνεύσαμε πιθανόν να διαμορφώθηκε από το υλικό συγκράτησης". Η έρευνα εξηγεί με τον καλύτερο τρόπο τη δημιουργία ενός νέου, εξωτικού πλανητικού συστήματος που σχηματίζεται γύρω από τα πάλσαρ. Όπως τα περισσότερα από τα αντικείμενα του διαστήματος, το υλικό που εγκλωβίζεται μέσα στα πάλσαρ θα συνεχίσει να περιστρέφεται. Εάν περιστραφεί πολύ γρήγορα, θα καταλήξει στη δημιουργία ενός δίσκου σε τροχιά γύρω από το πάλσαρ. Ο δίσκος δεν μοιάζει με οτιδήποτε άλλο στο ηλιακό μας σύστημά.

Ο ήλιος μας, οι πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημά και τα περισσότερα από τα άλλα άστρα και πλανήτες γνωρίζουμε πως σχηματίζονται από το ίδιο μίγμα υλικών: συνήθως υδρογόνο, λίγο ήλιο και μικροσκοπικά ποσά άλλων στοιχείων όπως το οξυγόνο και ο άνθρακας. Εντούτοις, ένα ογκώδες άστρο είναι ένας πυρηνικός φούρνος που μετατρέπει το υδρογόνο σε όλα τα άλλα στοιχεία. Και, η ίδια η έκρηξη των σούπερνοβα μπορεί να έχει επιπλέον πυρηνικά αποτελέσματα. Έτσι το υλικό που αποτελεί το δίσκο, αντί να είσαι συνήθως υδρογόνο, θα μπορούσε να είναι συνήθως σίδηρος, νικέλιο ή κοβάλτιο, και περιέχει πιθανώς κι άλλα είδη ενδιαφερόντων στοιχείων.

Επιπλέον ο δίσκος βομβαρδίζεται διαρκώς από τις ακτίνες Χ του πάλσαρ, γεγονός που δημιουργεί ένα εξαιρετικά δυσμενές περιβάλλον. Στα περισσότερα ηλιακά συστήματα, το αστέρι στο κέντρο καταρρέει από νέφη αερίου. Τα υπολείμματα εκείνου του νέφους δημιουργούν ένα μεγάλο δίσκο γύρω από το άστρο που τελικά οδηγεί στο σχηματισμό των πλανητών.

"Έτσι, αναλογικά, ο δίσκος των υπολειμμάτων που παρατηρούμε θα μπορούσε τελικά να σχηματίσει μερικούς πλανήτες. Εντούτοις, εκείνοι οι πλανήτες θα συγκρούονταν διαρκώς με τις ακτίνες X, έτσι οτιδήποτε βρισκόταν πάνω τους θα αντιμετώπιζε εξαιρετικές δυσκολίες", καταλήγει ο Κάπλαν. Η παρούσα εργασία μπορεί επίσης να βοηθήσει στην απάντηση των ερωτημάτων για το πώς δημιουργούνται οι μαύρες τρύπες. Μερικές θεωρίες προτείνουν ότι οι μαύρες τρύπες διαμορφώνονται λόγω της "συγκράτησης". Για παράδειγμα, εάν τα συντρίμμια από το αστέρι δεν περιστρέφονται αρκετά γρήγορα, θα μπορούσαν να καταρρεύσουν έως ότου συγκρουστούν με το πάλσαρ. Κατόπιν, το σχηματισμένο άστρο νετρονίων θα γινόταν πολύ ογκώδες και θα κατέρρεε γρήγορα σε μια μαύρη τρύπα. Οι παρατηρήσεις της παρούσας εργασίας θα μπορούσαν να ελέγξουν αν κάτι τέτοιο είναι δυνατό.