Αδέσποτοι πλανήτες!

Καλλιτεχνική απεικόνιση «αδέσποτου» πλανήτη

Πριν από 11 χρόνια μια ομάδα ισπανών αστρονόμων είχε αναγγείλει την ανακάλυψη ελεύθερων πλανητών, δηλαδή πλανητών οι οποίοι δεν περιφέρονται γύρω από κάποιο αστέρι αλλά κινούνται ελεύθερα στον μεσοαστρικό χώρο. Αυτή η ανακοίνωση είχε γίνει τότε δεκτή με σκεπτικισμό επειδή η ύπαρξη τέτοιου είδους ουράνιων σωμάτων δεν προβλεπόταν από τις κρατούσες θεωρίες. Πριν από λίγες ημέρες όμως δημοσιεύθηκαν τα αποτελέσματα μιας νέας έρευνας, η οποία όχι μόνο επιβεβαίωσε οριστικά την ύπαρξη ελεύθερων πλανητών, αλλά κατέληξε και στο σχεδόν απίστευτο συμπέρασμα ότι ο αριθμός τους είναι ασύλληπτα μεγάλος. Φαίνεται ότι οι πλανήτες αυτοί είναι δύο φορές περισσότεροι από τα αστέρια, που σημαίνει ότι μόνο στον Γαλαξία μας υπάρχουν 400 δισεκατομμύρια ελεύθεροι πλανήτες! Πέρα από τη μεγάλη σημασία αυτής της ανακάλυψης για τις θεωρίες δημιουργίας πλανητικών συστημάτων, πολλοί ήδη άρχισαν να σκέπτονται ότι η φύση έχει φτιάξει, πριν από εμάς, το «τέλειο» διαστημόπλοιο για την εξερεύνηση και τον αποικισμό του Σύμπαντος.

Ανατροπή στη δημιουργία πλανητών

Η Αστρονομία είναι μια επιστήμη γεμάτη ανατροπές. Η πιο πρόσφατη έχει να κάνει με τον τρόπο που δημιουργούνται οι πλανήτες, δηλαδή ουράνια σώματα πολύ μικρότερα από αστέρια, η εσωτερική πίεση και θερμοκρασία των οποίων δεν επαρκούν για να συντηρήσουν θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Ως πριν από λίγο καιρό διδάσκαμε στους φοιτητές μας ότι οι πλανήτες δημιουργούνται από το υλικό που «περισσεύει», μετά τη δημιουργία ενός αστεριού, και έτσι αναγκαστικά περιφέρονται γύρω από το «μητρικό» αστέρι. Η πρόσφατη ανακοίνωση μιας πολυπληθούς ομάδας αστρονόμων για την οριστική επιβεβαίωση της ύπαρξης ελεύθερων πλανητών ήρθε να ανατρέψει αυτή τη θεωρία.

Ελεύθερος πλανήτης είναι ένα ουράνιο σώμα παρόμοιο σε μέγεθος με τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, το οποίο όμως δεν «ανήκει» σε κάποιο αστέρι, με την έννοια ότι περιφέρεται γύρω από αυτό, αλλά περιπλανάται «ελεύθερο» στον μεσοαστρικό χώρο. Η πρώτη ανακοίνωση για την ύπαρξη ελεύθερων πλανητών είχε γίνει το 2000 από μια ομάδα ισπανών αστρονόμων που είχαν χρησιμοποιήσει κλασικές φωτογραφικές μεθόδους για να αποτυπώσουν αμυδρά αντικείμενα με μάζα λίγες φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Δία, του μεγαλύτερου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Για να γίνει αποδεκτή όμως μια τόσο σημαντική ανατροπή χρειάζεται επιβεβαίωση με άλλη, ανεξάρτητη μέθοδο.

Περιοχή στο νεφέλωμα του Αετού, όπου είναι πιθανό ότι μαζί με τα αστέρια δημιουργούνται και ελεύθεροι πλανήτες



Η μέθοδος του βαρυτικού μικρο-φακού

Η πιο σύγχρονη και κατάλληλη για τον σκοπό αυτό μέθοδος είναι το φαινόμενο του βαρυτικού μικρο-φακού (microlensing), που ανιχνεύει ένα σώμα με άλλη μέθοδο και όχι από το φως που αυτό εκπέμπει. Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας, ένα σώμα, είτε φωτεινό είτε σκοτεινό, που τυχαίνει να βρίσκεται στην ευθεία η οποία ενώνει το μάτι μας με μια μακρινή φωτεινή πηγή, εστιάζει το φως της πηγής, όπως ένας αμφίκυρτος φακός συγκεντρώνει το ηλιακό φως. 

Για τον λόγο αυτό το πλησιέστερο σώμα ονομάζεται βαρυτικός φακός. Αν ο φακός έχει μάζα όση ένας γαλαξίας ή ένα σμήνος γαλαξιών, τότε είναι δυνατό να παρατηρήσουμε την εικόνα της μακρινής πηγής που αυτός προβάλλει. Αν ο φακός έχει μάζα όση ένα αστέρι ή ένας πλανήτης, τότε δεν μπορούμε να δούμε την εικόνα της πηγής, όμως μπορούμε να παρατηρήσουμε την απότομη αύξηση της λαμπρότητάς της που προκαλείται από την εστίαση της ακτινοβολίας της. Ανάλογα με τη μάζα του φακού και την ταχύτητα με την οποία αυτός κινείται, η αναλαμπή αυτή της πηγής μπορεί να διαρκέσει μερικές ώρες ή ημέρες.

Τη διετία 2006-2007 η ερευνητική ομάδα MAO (Microlensing Observations in Astrophysics) παρατηρούσε συστηματικά το κέντρο του Γαλαξία μας με σκοπό την καταγραφή αναλαμπών που οφείλονται σε ελεύθερους πλανήτες. Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων καταγράφηκαν αρκετές εκατοντάδες αναλαμπές αυτού του είδους, πολλές από τις οποίες επιβεβαιώθηκαν στη συνέχεια από την ερευνητική ομάδα OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment). Η στατιστική ανάλυση αυτών των γεγονότων, που ολοκληρώθηκε μόλις πρόσφατα, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι στον Γαλαξία μας υπάρχουν ελεύθεροι πλανήτες, στο μέγεθος του Δία, ο αριθμός των οποίων είναι διπλάσιος από τον αριθμό των αστέρων του Γαλαξία. Επειδή ο αριθμός των αστέρων είναι 200 δισεκατομμύρια, ο αριθμός των ελεύθερων πλανητών του Γαλαξία μας είναι 400 δισεκατομμύρια. Ανάλογος αριθμός θα πρέπει να υπάρχει και στα υπόλοιπα 200 δισεκατομμύρια γαλαξίες που υπάρχουν στο ορατό από εμάς Σύμπαν.

Οταν η φαντασία γίνεται πραγματικότητα

Αξίζει να σημειωθεί ότι η ύπαρξη ελεύθερων πλανητών είχε προταθεί ήδη το 1932 στη νουβέλα επιστημονικής φαντασίας Οταν συγκρούονται οι πολιτισμοί των Philip Wylie και Edwin Balmer. Μετά όμως την πρώτη ανακοίνωση παρατήρησης τέτοιου είδους ουράνιων σωμάτων το 2000, η σκυτάλη πέρασε στους επιστήμονες. Πολλοί από αυτούς δοκίμασαν να υπολογίσουν την πιθανότητα της διατήρησης ζωής σε έναν ελεύθερο πλανήτη καθώς και την πιθανότητα σύλληψης ενός ελεύθερου πλανήτη από ένα προϋπάρχον πλανητικό σύστημα, παρόμοιο με τις εκατοντάδες που έχουν ήδη ανακαλυφθεί τα τελευταία χρόνια. 

Ετσι αρκετοί αστροβιολόγοι έδειξαν ότι η γεωθερμική ενέργεια ενός ελεύθερου πλανήτη με πυκνή ατμόσφαιρα μπορεί να διατηρεί επιφανειακή θερμοκρασία στην οποία διάφοροι διαλύτες βιολογικής σημασίας (όπως π.χ. το νερό) βρίσκονται σε υγρή μορφή, ενώ η ερευνητική ομάδα Δυναμικής του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης έδειξε ότι η πιθανότητα σύλληψης ενός ελεύθερου πλανήτη από ένα πλανητικό σύστημα δεν είναι καθόλου αμελητέα. Αρα η μεταφορά ζωής, ή και ακόμη-ακόμη αποικιών, μέσω ελεύθερων πλανητών από ένα πλανητικό σύστημα σε ένα άλλο δεν φαίνεται να αποκλείεται στο απώτερο μέλλον.

* Ο Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.