Η διεθνής ερευνητική συνεργασία αναζήτησης πλανητών CARMENES, συμπληρώνοντας πέντε επιτυχημένα χρόνια λειτουργίας, έδωσε στην δημοσιότητα δεδομένα για περισσότερους από 50 κόσμους. Η μελέτη διπλασίασε τον αριθμό των εξωπλανητών που έχουν εντοπιστεί γύρω από ψυχρούς αστέρες. Παρατηρήθηκαν σχεδόν τα μισά από τα αστέρια της γειτονιάς του Ήλιου μας. Τα υπόλοιπα μπορούν να παρατηρηθούν (από επίγεια όργανα) μόνο από το νότιο ημισφαίριο. Επιπλέον, τα φάσματα που αποκτήθηκαν παρέχουν εξαιρετικά πολύτιμες πληροφορίες για τις ατμόσφαιρες των αστεριών και των πλανητών τους.
Οι αστρονόμοι σχεδίασαν το όργανο CARMENES για την αναζήτηση πλανητών στο μέγεθος της Γης, εντός της κατοικήσιμης ζώνης. Και τα έχει καταφέρει! Από το 2016 που ξεκίνησε, μας έχει δώσει μία σειρά από συναρπαστικά αποτελέσματα.
Η συνεργασία CARMENES γιορτάζει τώρα τα πρώτα πέντε χρόνια λειτουργίας της, με τη δημοσίευση -στο επιστημονικό περιοδικό “Astronomy & Astrophysics”- αποτελεσμάτων για 20.000 μετρήσεις στο ορατό φως για περισσότερους από 350 αστέρες (τα δεδομένα στο υπέρυθρο, πρόκειται να δημοσιευτούν προσεχώς.) Σε αυτά τα αποτελέσματα, η συνεργασία ανακοινώνει την εύρεση 33 νέων πλανητών, την επιβεβαίωση 26 πλανητών που είχαν βρεθεί από προηγούμενες έρευνες -με την μέθοδο της διέλευσης- και την εκ νέου ανάλυση 17 ήδη γνωστών πλανητών. Τέσσερις από αυτούς είναι “δυνητικά κατοικήσιμοι”, δηλαδή είναι βραχώδεις πλανήτες, οι οποίοι θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν υγρό νερό στην επιφάνειά τους. Όλοι οι πλανήτες της μελέτης βρίσκονται σε απόσταση 60 ετών φωτός από τη Γη.
Το όργανο CARMENES είναι εγκατεστημένο στο 3,5 μέτρων τηλεσκόπιο του Αστεροσκοπείου “Calar Alto” στην Ισπανία. Αποτελείται από δύο φασματογράφους· έναν που αναλύει ορατό φως και έναν που αναλύει υπέρυθρο. Και οι δύο φασματογράφοι χρησιμοποιούνται για καταγραφή των μεταβολών στις ακτινικές ταχύτητες μικρών, ψυχρών αστέρων· μικρές αλλαγές που αποκαλύπτουν τις βαρυτικές έλξεις των πλανητών.
Τα νέα αυτά δεδομένα, επέτρεψαν στην ομάδα να υπολογίσει πόσο συχνό είναι για τους αστέρες, να φιλοξενούν πλανήτες. «Βρήκαμε μία τιμή εμφάνισης ίση με 1,4 πλανήτες ανά αστέρα, κάτι που δεν είχε προσδιοριστεί ποτέ πριν με υψηλή ακρίβεια για αστέρες χαμηλής μάζας, χρησιμοποιώντας την μέθοδο των ακτινικών ταχυτήτων», εξηγεί ο Ignasi Ribas από το “Institute of Space Sciences and Institute of Space Studies of Catalonia”.
Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διέλευσης, το διαστημικό τηλεσκόπιο “Kepler” είχε βρει ένα παρόμοιο -υψηλό- ποσοστό πλανητικής εμφάνισης. Με την μέθοδο αυτή, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν την ακτίνα ενός πλανήτη. Αντίθετα, οι μετρήσεις ακτινικών ταχυτήτων παρέχουν εκτιμήσεις για την μάζα. Το γεγονός ότι οι δύο αυτές διαφορετικές τεχνικές δίνουν παρόμοια αποτελέσματα είναι σημαντικό, οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι όλα σχεδόν τα ψυχρά αστέρια διαθέτουν έναν τουλάχιστον πλανήτη.
Ο Stéphane Udry (Αστεροσκοπείο της Γενεύης), ο οποίος δεν ανήκει στην ομάδα του CARMENES, θεωρεί ότι κάποια από τα στοιχεία δείχνουν πως υπάρχει σύνδεση μεταξύ της αστρικής μάζας και του μεγέθους του πλανήτη. «Φαίνεται -όπως έχουμε δει και από άλλες έρευνες- ότι τα αστέρια μικρότερης μάζας έχουν μεγαλύτερο αριθμό μικρών πλανητών», εξηγεί.
«Το CARMENES, όμως, ανακάλυψε και πλανήτες με μάζα όση περίπου του Δία, να περιφέρονται γύρω από αστέρες χαμηλής μάζας», προσθέτει, «κάτι που αποτελεί πρόβλημα για τα μοντέλα σχηματισμού πλανητών. Αυτό δείχνει πως χρειάζεται να επανεξετάσουμε το πως χτίζονται τα πλανητικά συστήματα».
Υπάρχουν διάφορα σενάρια για τον σχηματισμό των πλανητών. Κάποια επικεντρώνονται στην βαρυτική αστάθεια στους δίσκους πλανητικού υλικού, οι οποίοι περιβάλλουν τα νεαρά αστέρια. Αντίθετα, άλλα μοντέλα εστιάζουν στο πώς κολλάνε μεταξύ τους, οι μικροσκοπικοί κόκκοι, σχηματίζοντας τελικά -καθώς συγκεντρώνονται- planetesimals. Κανένα από αυτά τα σενάρια δεν μπορεί να παράξει πλανήτες της μάζας του Δία, γύρω από αστέρια μικρής μάζας. Το CARMENES, όμως, ανακάλυψε 12 τέτοια συστήματα· κάτι που οι επιστήμονες θα πρέπει να εξηγήσουν.
Επίσης, η συνεργασία του CARMENES παρακολούθησε ορισμένους υποψήφιους πλανήτες, που είχαν βρεθεί στο παρελθόν από τις αποστολές K2 και Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), προσθέτοντας δεδομένα για τις μάζες, στις ακτίνες που είχαν υπολογιστεί από παρατηρήσεις διέλευσης.
Το CARMENES βοηθά επίσης τους αστρονόμους να μελετήσουν καλύτερα τη συμπεριφορά των άστρων, επιτρέποντας την διάκριση των σημάτων που οφείλονται στους πλανήτες, από αυτά της αστρικής δραστηριότητας, όπως π.χ. οι αστρικές κηλίδες. «Ένα σήμα αστρικής δραστηριότητας θα εμφανίζεται ισχυρότερο στα ορατά μήκη κύματος και ασθενέστερο στο στο εγγύς υπέρυθρο», λέει η Diana Kossakowski (Ινστιτούτο Max Planck), η οποία εργάζεται στη στατιστική ανάλυση της ομάδας. «Επομένως, εφόσον διαθέτουμε και τα δύο, αν δούμε ότι ένα σήμα είναι ισχυρότερο στο οπτικό και ασθενέστερο στο εγγύς υπέρυθρο, θα μπορούσαμε να πούμε ότι πιθανότατα οφείλεται στο αστέρι και όχι σε κάποιον πλανητικό σύντροφο».
Τώρα που δόθηκαν τα δεδομένα στη δημοσιότητα, η επιστημονική κοινότητα μπορεί να ελέγξει τα αποτελέσματά τους και -ελπίζουμε- να κάνει περαιτέρω ανακαλύψεις. «Πρόκειται περί καλής, στιβαρής δουλειάς επάνω σε ένα αρκετά μεγάλο δείγμα αστέρων, επομένως νομίζω ότι είναι αξιόπιστο», δηλώνει η Céline Reylé (Αστεροσκοπείο Besançon, Γαλλία), η οποία δεν είναι μέλος της συνεργασίας. «Αποδεικνύει ότι μπορούμε να πάρουμε σημαντικά αποτελέσματα για τους πλανήτες γύρω από αστέρια χαμηλής μάζας, από ένα επίγειο τηλεσκόπιο.»
Παραπομπές: The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs
Πηγή: https://skyandtelescope.org/
