Ένας σπάνιος δίσκος σχηματισμού πλανητών γύρω από ένα νεαρό τριπλό αστρικό σύστημα στον αστερισμό του Ωρίωνα έχει ανατραπεί από ένα τεράστιο «ποτάμι» αερίου, μήκους μεγαλύτερου από 1,2 τρισεκατομμύρια μίλια (1,6 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα).
Η ανακάλυψη αυτή, η οποία έγινε σε ραδιομήκη κύματα με το ραδιοτηλεσκόπιο ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) στη Χιλή, ενδέχεται να εξηγήσει γιατί οι αστρονόμοι βρίσκουν συνεχώς συστήματα εξωπλανητών των οποίων οι τροχιές αποκλίνουν δραστικά από τους άξονες περιστροφής των άστρων τους.
Το σπάνιο σύστημα GW Orionis
Το σύστημα GW Orionis αποτελείται από τρία πρωτοαστρικά άστρα, γεγονός που σημαίνει ότι εξακολουθούν να σχηματίζονται και να συστέλλονται, χωρίς να έχουν ξεκινήσει ακόμη αντιδράσεις σύντηξης υδρογόνου στον πυρήνα τους. Τα άστρα βρίσκονται σε απόσταση περίπου 1.300 ετών φωτός, μέσα στο μοριακό δακτύλιο σχηματισμού άστρων Lambda Orionis στον αστερισμό του Ωρίωνα. Το να εντοπιστεί ένας δίσκος αερίου και σκόνης που σχηματίζει πλανήτες και περιβάλλει και τα τρία άστρα είναι εξαιρετικά σπάνιο, ενώ ένας δίσκος τριών δακτυλίων με ασύμμετρες τροχιές είναι ακόμα πιο ασυνήθιστος.
Όπως ανέφερε η Maria Galloway-Sprietsma, διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα που ηγήθηκε της έρευνας: «Προηγούμενες μελέτες του GW Orionis αποκάλυψαν ότι οι εσωτερικοί, μεσαίοι και εξωτερικοί δακτύλιοι του συστήματος δεν είναι ευθυγραμμισμένοι, με κάθε δακτύλιο να έχει κλίση υπό διαφορετική γωνία».
Ο μηχανισμός πίσω από την ανατροπή
Ο εξωτερικός δακτύλιος, ο οποίος είναι ένας από τους μεγαλύτερους που έχουν παρατηρηθεί ποτέ γύρω από νεαρό άστρο, παρουσιάζει την πιο έντονη ασυμμετρία. Αρχικά υπήρχε η θεωρία ότι ένας αόρατος πλανήτης-γίγαντας αερίου διατάρασσε τον δακτύλιο. Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε την κρυφή αλήθεια: ένας τεράστιος «πίδακας» (streamer) αερίου από το γύρω μοριακό νέφος διαταράσσει τον εξωτερικό δακτύλιο. Η ανταλλαγή στροφορμής (περιστροφικής ενέργειας) μεταξύ τους παραμορφώνει τον δακτύλιο και τον οδηγεί σε κλίση.
Ο δίσκος αποτελείται από τρεις δακτυλίους σε αποστάσεις 4,1, 17,4 και 31,6 δισεκατομμυρίων μιλίων από το κέντρο του συστήματος. Η ροή αερίου που προκαλεί την κλίση ανακαλύφθηκε μέσω νέων παρατηρήσεων από το ALMA, το οποίο εντόπισε μόρια μονοξειδίου του άνθρακα (καθώς το μοριακό υδρογόνο είναι αόρατο στα ραδιομήκη κύματα). Το μήκος αυτού του πίδακα είναι εντυπωσιακό, φτάνοντας τα 0,2 έτη φωτός (1,2 τρισεκατομμύρια μίλια).
«Όταν η ομάδα μας μοντελοποίησε την εισροή αυτού του πίδακα, διαπιστώσαμε ότι η γωνία με την οποία προσπίπτει στον δίσκο ευθυγραμμίζεται στενά με τον εξωτερικό δακτύλιο», δήλωσε η Galloway-Sprietsma.
Εξήγηση για τις «στραβές» τροχιές των πλανητών
Στο ηλιακό μας σύστημα, όλοι οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε ένα στενό επίπεδο ευθυγραμμισμένο με τον ισημερινό του. Παρόλο που οι περισσότεροι εξωπλανήτες κινούνται με παρόμοιο τρόπο, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει στο παρελθόν πλανήτες με έντονα κεκλιμένες ή ακόμη και ανάδρομες τροχιές. Με την ανακάλυψη αυτού του πίδακα στο GW Orionis, οι αστρονόμοι ίσως βρήκαν την κινητήρια δύναμη πίσω από αυτά τα ασυνήθιστα πλανητικά συστήματα.
«Εάν αυτοί οι πίδακες είναι κοινοί, τότε μπορούμε να εξηγήσουμε με φυσικό τρόπο γιατί οι πλανήτες δεν καταλήγουν απαραίτητα σε πολύ τακτικά συστήματα», σημείωσε ο συνεργάτης της έρευνας Bae, προσθέτοντας ότι οι τροχιές τους μπορεί να έχουν πολύ πιο τυχαίες κατευθύνσεις. Ωστόσο, οι ερευνητές τονίζουν ότι απαιτείται μια συστηματική έρευνα σε πλήθος νεαρών άστρων για να διαπιστωθεί πόσο συνηθισμένοι είναι αυτοί οι πίδακες και πόσο καθοριστικοί είναι για τη διαμόρφωση των πλανητικών συστημάτων.