Keplerio misijos ir kitų pastangų rasti egzoplanetas dėka mes sužinojome daug apie egzoplanetų populiaciją. Mes žinome, kad greičiausiai rasime superžemių ir Neptūno masės egzoplanetas, skriejančias apie mažos masės žvaigždes, tuo tarpu didesnės planetos yra aplink masyvesnes žvaigždes. Tai gerai atitinka pagrindinę planetų formavimosi teoriją.
Tačiau ne visi mūsų pastebėjimai atitinka tą teoriją. Atradimas į Jupiterį panašią aplink mažą raudonąją nykštukę skriejančią planetą reiškia, kad mūsų supratimas apie planetų susidarymą gali būti ne toks aiškus, kaip mes manėme. Antroji planetų susidarymo teorija, vadinama disko nestabilumo teorija, gali paaiškinti šį stebinantį atradimą.
Raudonoji nykštukė žvaigždė vadinasi GJ 3512 ir yra maždaug 31 šviesmečio atstumu nuo mūsų, Ursa Major. GJ 3512 yra 0,12 karto didesnė už mūsų Saulės masę, o planeta, GJ 3512b, yra bent 0,46 karto didesnė už Jupiterio masę. Tai reiškia, kad žvaigždė yra tik apie 250 kartų masyvesnė už planetą. Ne tik tai, bet ir nuo žvaigždės nutolęs tik 0,3 AU.
Palyginkite tai su mūsų Saulės sistema, kur Saulė yra daugiau nei 1000 kartų masyvesnė nei didžiausia planeta Jupiteris. Šie skaičiai nesumuojami, kai kalbama apie pagrindinio akcento teoriją.
Pagrindinė akrecijos teorija yra plačiausiai priimta planetų formavimosi teorija. Pagrindo susikaupimas įvyksta, kai mažos kietos dalelės susiduria ir koaguliuojasi, sudarydamos didesnius kūnus. Per ilgą laiką tai kuria planetas. Vis dėlto tai yra ribota.
Kai susidaro kieta šerdis, kurios dydis yra maždaug 10–20 kartų didesnis už Žemės dydį, ji yra pakankamai masyvi, kad išskiria dujas, kurios sudaro kietą šerdį apvalkalą arba atmosferą. Svarbiausia yra tai, kad pagrindinis akordas veikia skirtingai, priklausomai nuo atstumo nuo žvaigždės.
Vidinėje saulės sistemoje žvaigždė užėmė didelę dalį turimos medžiagos, o mažesnės planetos susiformuoja, kaip ir Žemė. Žemėje taip pat yra palyginti maža atmosfera. Išorinėje saulės sistemoje, ne tik vadinamoje šalčio linija, iš planetų susidaro daug daugiau medžiagos, nors ji yra mažiau tanki. Štai kaip mes susiduriame su dujų milžinais, kurių atmosfera yra išorinėje Saulės sistemoje.
Bet GJ 3512 atveju tyrėjai nustatė tam tikrų prieštaravimų su pagrindiniu kirčiavimo paaiškinimu. Visų pirma, žvaigždės yra mažos masės todėl, kad visas diskas, iš kurio jie susideda, turi mažiau medžiagos. Tokios žvaigždės kaip „GJ 3512“ paprasčiausiai pritrūko medžiagų, kad galėtų pasidaryti labai didelės. Tuo pačiu metu protoplanetiniame diske liko mažiau medžiagos, kad susidarytų didelės planetos.
Savo dokumente jie sako, kad „tokiu būdu norint suformuoti dujų milžiną <GJ 3512b> reikia sukurti didelę planetinę šerdį, ne mažesnę kaip 5 Žemės masės“. Jie sako, kad to negali atsitikti aplink tokią mažos masės žvaigždę.
Panašu, kad ši nauja žvaigždžių sistema kaip pagrindimą atmeta pagrindinę kirčiavimo teoriją. Planeta, palyginti su žvaigžde, yra tiesiog per masyvi. Tačiau yra dar viena teorija, vadinama disko nestabilumo teorija.
Kai jauna žvaigždė susilieja, ją supa besisukantis protoplanetinis diskas iš medžiagos, kuri liko nuo žvaigždės formavimosi. Iš tos medžiagos susidaro planetos. Disko nestabilumo teorija sako, kad besisukantis medžiagos diskas gali greitai atvėsti. Dėl greito aušinimo medžiaga gali koaguliuoti į planetos dydžio gabaliukus, kurie pagal savo sunkumą gali sugriūti ir sudaryti dujų milžinus, praleidžiant pagrindinį susikaupimo procesą.
Nors šerdies kaupimas užtruktų ilgai, disko nestabilumas gali sukurti dideles planetas per daug trumpesnį laiką. Tai galėtų paaiškinti didelių planetų atradimą taip arti mažų žvaigždžių, kaip GJ 3512 atveju.
Šio darbo mokslininkai taip pat nustatė ir kitų keistų aspektų. Jie sako, kad sistemoje gali būti trečioji planeta - taip pat dujų milžinas, kuri paveikė GJ 3512b ir sukėlė jos pailgą orbitą. Šios planetos buvimas buvo padarytas per neįprastą GJ 3512b orbitą ir nebuvo pastebėtas. Tyrimo komanda teigia, kad antroji planeta greičiausiai buvo išmesta iš sistemos ir dabar yra nesąžininga planeta.
Norint geriau suprasti šią sistemą, prireiks daugiau studijų su galingesniais instrumentais. Anot autorių, tai puiki proga patobulinti mūsų planetų formavimosi teorijas. Kaip sakoma dokumento išvadoje, „GJ 3512 yra labai perspektyvi sistema, nes ji gali būti visiškai apibūdinta ir tokiu būdu toliau griežtai riboja akrilizacijos ir migracijos procesus, taip pat planetų formavimo efektyvumą protoplanetiniuose diskuose ir diske. - žvaigždės masės santykis.
Šį darbą atliko tarptautinė tyrėjų grupė CARMENES („Calar Alto“ didelės skiriamosios gebos M nykštukų su eksoartorijomis su beveik infraraudonųjų spindulių ir optiniais „Echelle“ spektrografais) konsorciumas. Šis konsorciumas ieško raudonųjų nykštukų, labiausiai paplitusių žvaigždžių tipų galaktikoje, tikėdamasis rasti mažos masės planetas jų gyvenamose zonose. CARMENES ne tik sugeneruoja duomenų rinkinį raudonosioms nykštukinėms žvaigždėms suprasti, bet ir surasdamas Žemės dydžio planetas, pateiks gausų tolesnių tikslų rinkinį būsimiems tyrimams.
Daugiau:
- Pranešimas spaudai: Milžiniška egzoplaneta aplink mažas žvaigždes meta iššūkį suprasti, kaip formuojasi planetos
- Tyrimo dokumentas: Milžiniška egzoplaneta, skriejanti aplink labai mažos masės žvaigždę, meta iššūkį planetos formavimo modeliams
- PlanetHunters.org: Ką mes tikrai suprantame apie planetų formavimąsi?
- Tyrimo dokumentas: PERŽIŪRĖTI PLANETINIO FORMAVIMO SCENARIJAI: PAGRINDINĖS AKCRETIJOS VERSUS DISKŲ NENUSTATYMAS
- KARMENAI
