Visatoje mūsų Saulė spindi kaip vieniša šviesa. Tačiau daugelis žvaigždžių egzistuoja dvinarėse sistemose, kur dvi žvaigždės yra gravitaciškai susijusios ir sukasi aplink bendrą centrą. Kai kuriose iš šių sistemų žvaigždės yra pakankamai nutolusios viena nuo kitos, leidžiančios planetoms formuotis aplink kiekvieną atskirą žvaigždę. Priešingai, glaudžiose dvinarėse sistemose, kur žvaigždės yra taip arti, kad abi tilptų mūsų Saulės sistemoje, planetos dažniausiai sukasi didesniais atstumais, apimdamos abi žvaigždes cirkumbinariniu būdu.
Naujausi moksliniai stebėjimai atskleidė sistemą, kuri prieštarauja šioms įprastoms kategorijoms. Ši sistema turi glaudžią dvinarę konfigūraciją su masyvia centrine žvaigžde, aplink kurią baltoji nykštukė sukasi atstumu, du ar tris kartus didesniu nei Žemės orbita aplink Saulę. Įdomu tai, kad šiame sistemoje patvirtinta vieniša planeta, įsiterpusi tarp dviejų žvaigždžių ir sukanti atstumu, panašiu į Žemės atstumą nuo Saulės. Dar labiau stebina tai, kad ši planeta sukasi retrogradine kryptimi, priešinga baltosios nykštukės judėjimui.
Nu Octantis Sistemos Tyrinėjimas
Ši egzoplanetinė sistema žinoma kaip Nu Octantis (ν Octantis). Pagrindinė jos žvaigždė yra šiek tiek masyvesnė už mūsų Saulę, turinti apie 1,6 saulės masės. Šią pagrindinę žvaigždę lydi daug silpnesnė kompanionė, maždaug pusės Saulės masės, kurios charakteristikos tik neseniai buvo išsamiai aprašytos. Kompanionės orbita aplink centrinę žvaigždę yra šiek tiek ekscentriška, svyruojanti nuo maždaug dviejų astronominių vienetų (AU) – vidutinio Žemės ir Saulės atstumo – artimiausiame taške iki maždaug trijų AU tolimiausiame taške. Iki neseniai tiksli šios kompanionės žvaigždės prigimtis buvo neaiški.
Atlikdami detalius artimojo infraraudonojo spektro vaizdus, astronomai siekė atskirti dvi žvaigždes. Antrojo objekto, turinčio pakankamą ryškumą, nebuvimas šiuose stebėjimuose paneigė pagrindinės sekos žvaigždės buvimą, todėl buvo padaryta išvada, kad kompanionė yra baltoji nykštukė. Tačiau ši baltoji nykštukė nėra vienintelis dangaus kūnas, sukantis aplink Nu Octantis centrinę žvaigždę.
Ankstesni tyrimai rodė egzoplanetos buvimą šioje sistemoje. Vis dėlto jos orbitos charakteristikos buvo painios, nes nepavyko nustatyti stabilios orbitos, atitinkančios stebėjimus. Vienintelis aiškus aspektas buvo tas, kad stabiliausios orbitos, atrodo, reikalavo, kad planeta turėtų retrogradinį judėjimą – tai reiškia, kad ji sukasi priešinga kryptimi nei kompanionės žvaigždė. Tai Nu Octantis sistemą priskyrė prie tų, kurioms reikėjo papildomų duomenų paaiškinimui.
Tarptautinė mokslininkų komanda sprendė šį klausimą, atlikdama beveik dvejų metų papildomus stebėjimus, naudodama HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) instrumentą Čilėje. Duomenys neabejotinai patvirtino planetos egzistavimą retrogradinėje orbitoje ir parodė, kad jos orbitos plokštuma yra pasvirusi 17 laipsnių kampu, palyginti su dviejų žvaigždžių orbitų plokštuma. Deja, modeliuojant šios orbitos variacijas laikui bėgant, buvo nustatyta, kad 98% jų taptų nestabilios per 50 milijonų metų.
Norėdami išspręsti šią nestabilumą, tyrėjai ištyrė įvairias orbitos savybes, kurios išlaikytų visus komponentus vienoje plokštumoje. Šis požiūris davė sprendimą, kuriame 75% modeliuotų orbitų išliko stabilios ilgiau nei 50 milijonų metų, todėl tyrėjai šį aprašymą laikė labiausiai tikėtinu sistemos apibūdinimu.
Šioje konfigūracijoje Nu Octantis planeta išlaiko retrogradinę orbitą, judėdama priešinga kryptimi nei mažesnė sistemos žvaigždė. Jos orbita yra maždaug vieno AU atstumu, tai yra panašus atstumas nuo centrinės žvaigždės kaip Žemės nuo Saulės. Tačiau orbita yra šiek tiek elipsinė, su vienu segmentu, kuris priartina planetą žymiai arčiau centrinės žvaigždės nei kitas.
Esminis dalykas yra tas, kad visa planetos orbita yra mažesnės kompanionės žvaigždės orbitos viduje. Gravitacinės jėgos tokioje glaudžioje dvinarėje sistemoje paprastai neleistų planetoms formuotis šiame regione ankstyvojoje sistemos istorijoje. Tai kelia klausimą: kaip planeta atsidūrė tokioje neįprastoje konfigūracijoje?
Sudėtingos Istorijos Atkūrimas
Baltosios nykštukės buvimas Nu Octantis sistemoje siūlo galimus šio anomalijos paaiškinimus. Baltosios nykštukės yra Saulės tipo žvaigždžių liekanos, kurios praėjo vėlyvą helio degimo fazę, dėl kurios jos žymiai išsiplėtė ir prarado išorinius sluoksnius. Nu Octantis kontekste šis procesas būtų leidęs dideliam medžiagos kiekiui perkelti iš išorinės kompanionės į tai, kas dabar yra centrinė žvaigždė, paviršių, sukeldamas reikšmingą masės perdavimą.
Šis masės perdavimas galėjo sukelti vieną iš dviejų scenarijų, kurie leido planetai atsirasti sistemos viduje. Pirma, perkelta medžiaga galėjo ne iš karto susikaupti ant netoliese esančios žvaigždės paviršiaus. Jei procesas buvo pakankamai laipsniškas, jis galėjo suformuoti protoplanetinį diską trumpam laikotarpiui – pakankamai ilgai, kad susidarytų planeta sistemos viduje.
Alternatyviai, jei planetos iš pradžių sukosi aplink abi žvaigždes išorėje, masės perskirstymas sistemoje galėjo destabilizuoti jų orbitas. Ši nestabilumas galėjo sukelti planetų sąveikas, dėl kurių viena iš jų spirališkai judėjo į vidų ir galiausiai įsitvirtino stabilioje retrogradinėje orbitoje, stebimoje šiandien.
Autoriai pabrėžia, kad bet kuris scenarijus yra tikėtinas retai, todėl mažai tikėtina, kad dabartiniame egzoplanetų tyrimo etape pastebėsime daug kitų tokių sistemų. Jie nurodo kitą glaudžią dvinarę sistemą, HD 59686, kuri, atrodo, turi planetą retrogradinėje orbitoje. Tačiau, kaip ir Nu Octantis atveju, duomenys dar nėra pakankamai aiškūs, kad būtų galima atmesti alternatyvias konfigūracijas. Todėl duomenų paieška tęsiasi.
Šis atradimas meta iššūkį esamiems planetų formavimosi ir orbitinės dinamikos modeliams, suteikdamas unikalią galimybę patobulinti mūsų supratimą apie planetines sistemas dvinarėse žvaigždžių aplinkose. Tobulėjant technologijoms ir gerėjant stebėjimo metodams, tolesni Nu Octantis tipo sistemų tyrimai neabejotinai suteiks gilesnių įžvalgų apie sudėtingus procesus, valdančius kosmosą.
Komentarai
Palikite komentarą