Pateicoties Keplera misijai un citiem centieniem atrast eksoplanetes, mēs esam daudz iemācījušies par eksoplanetu populāciju. Mēs zinām, ka mēs, visticamāk, atradīsim superzemes un Neptūna masas eksoplanetes, kas riņķo ap mazmasas zvaigznēm, savukārt lielākas planētas ir atrodamas ap masīvākām zvaigznēm. Tas labi saskan ar planētu veidošanās galveno teoriju.
Bet ne visi mūsu novērojumi atbilst šai teorijai. Jupiteram līdzīgas planētas, kas riņķo ap mazu sarkanu punduri, atklāšana nozīmē, ka mūsu izpratne par planētas veidošanos varētu nebūt tik skaidra, kā mēs domājām. Otra planētu veidošanās teorija, ko sauc par diska nestabilitātes teoriju, varētu izskaidrot šo pārsteidzošo atklājumu.
Sarkano punduru zvaigzni sauc GJ 3512, un tā atrodas apmēram 31 gaismas gadu attālumā no mums, Ursa Major. GJ 3512 ir 0,12 reizes lielāks par mūsu Saules masu, un planēta GJ 3512b ir vismaz 0,46 reizes lielāka par Jupitera masu. Tas nozīmē, ka zvaigzne ir tikai apmēram 250 reizes masīvāka nekā planēta. Ne tikai tas, bet tas ir tikai aptuveni 0,3 AU attālumā no zvaigznes.
Salīdziniet to ar mūsu Saules sistēmu, kur Saule ir vairāk nekā 1000 reizes masīvāka nekā lielākā planēta Jupiters. Šie skaitļi nav sasummējami, kad runa ir par pamata akcepcijas teoriju.
Pamata akrecijas teorija ir visplašāk pieņemtā teorija planētu veidošanai. Core akrecija notiek, kad mazas cietās daļiņas saduras un koagulējas, veidojot lielākus ķermeņus. Ilgā laika posmā tas veido planētas. Tomēr tā darbība ir ierobežota.
Tiklīdz veidojas ciets kodols, kura izmērs aptuveni 10-20 reizes pārsniedz Zemes izmēru, tas ir pietiekami masīvs, lai uzkrātos gāze, kas ap apvalku vai atmosfēru veidojas ap cieto kodolu. Galvenais ir tas, ka galvenā akrecija darbojas atšķirīgi atkarībā no attāluma no zvaigznes.
Iekšējā Saules sistēmā zvaigzne ir aizņēmusi daudz pieejamo materiālu, un veidojas mazākas planētas, piemēram, Zeme. Arī Zemei ir relatīvi maza atmosfēra. Ārējā Saules sistēmā ārpus tā saucamās sala līnijas ir daudz vairāk materiālu no planētām, no kuriem veidoties, lai arī materiāls ir mazāk blīvs. Tā mēs nonākam pie gāzes gigantu ar apjomīgu atmosfēru ārējā Saules sistēmā.
Bet GJ 3512 gadījumā pētnieki atrada dažas pretrunas ar galveno akrēcijas skaidrojumu. Pirmkārt, zvaigznēm ir maza masa tāpēc, ka visam diskam, no kura tie veidojas, ir mazāk materiāla. Tādām zvaigznēm kā GJ 3512 vienkārši pietrūka materiālu, pirms tās varēja kļūt ļoti lielas. Tieši tāpat protoplanetārajā diskā ir palicis mazāk materiālu, lai veidotu lielas planētas.
Savā rakstā viņi saka, ka "lai izveidotu gāzes gigantu <GJ 3512b>, ir jāveido liels planētas kodols, kurā ir vismaz 5 Zemes masas." Viņi saka, ka tas nevar notikt ap tik mazu zvaigzni.
Liekas, ka šī jaunā zvaigžņu sistēma izskaidro galveno akorācijas teoriju kā skaidrojumu. Planēta ir pārāk masīva salīdzinājumā ar zvaigzni. Bet ir vēl viena teorija, ko sauc par diska nestabilitātes teoriju.
Kad jauna zvaigzne piedzimst saplūšanai, to ieskauj rotējošs protoplanētiskais disks no materiāla, kas palicis pāri no zvaigznes veidošanās. No šī materiāla veidojas planētas. Diska nestabilitātes teorija saka, ka materiāla rotējošais disks var ātri atdzist. Šī straujā atdzišana var izraisīt materiāla sarecēšanu planētas lieluma gabalos, kas var sabrukt zem sava spēka, veidojot gāzes milžus, izlaižot galveno uzkrāšanās procesu.
Kaut arī pamatnes palielināšana prasītu daudz laika, diska nestabilitāte varētu radīt lielas planētas daudz īsākā laikā. Tas varētu izskaidrot lielu planētu atrašanu tik tuvu mazām zvaigznēm, kā tas ir GJ 3512 gadījumā.
Zinātnieki, kas bija šī darba pamatā, atrada arī citas dīvainības šajā sistēmā. Viņi saka, ka sistēmā var būt trešā planēta - arī gāzes gigants -, kas ietekmēja GJ 3512b, izraisot tā garo orbītu. Šīs planētas klātbūtne tiek izsecināta caur neparastu GJ 3512b orbītu, un tā netika novērota. Pētījuma komanda apgalvo, ka otrā planēta, visticamāk, tika izmesta no sistēmas un tagad ir negodīga planēta.
Lai labāk izprastu šo sistēmu, būs nepieciešams vairāk pētījumu, izmantojot jaudīgākus instrumentus. Pēc autoru domām, tā ir lieliska iespēja precīzi pielāgot mūsu teorijas par planētu veidošanos. Kā viņi saka dokumenta noslēgumā, “GJ 3512 ir ļoti daudzsološa sistēma, jo to var pilnībā raksturot un tādējādi turpināt stingri ierobežot akrēcijas un migrācijas procesus, kā arī planētu veidošanās efektivitāti protoplanētiskajos diskos un diskā. - masu attiecība pret zvaigzni.
Šo darbu veica starptautiska pētnieku grupa CARMENES (Calar Alto augstas izšķirtspējas meklēšana M punduriem ar Exoearths ar Tuvo infrasarkano staru un optiskajiem Echelle spektrogrāfiem). Šis konsorcijs meklē sarkanos pundurus, kas ir visizplatītākais zvaigžņu tips galaktikā, cerot atrast mazu masu planētas to apdzīvojamajās zonās. CARMENES ne tikai ģenerē datu kopu sarkano punduru zvaigžņu izpratnei, bet, atrodot Zemes izmēra planētas, nodrošinās bagātīgu turpmāko mērķu kopumu turpmākajam pētījumam.
Vairāk:
- Paziņojums presei: Milzīga eksoplanēta ap mazajām zvaigznēm izaicina izpratni par to, kā veidojas planētas
- Pētniecības raksts: Milzu eksoplanete, kas riņķo ap ļoti mazmasas zvaigzni, izaicina planētas veidošanās modeļus
- PlanetHunters.org: ko mēs patiesībā saprotam par planētas veidošanos?
- Pētniecības dokuments: PĀRSKATĪTI PLANETĀRĀS FORMĀCIJAS SCENĀRIJI: PAMATKREKCIJAS VERSUS DISKU NESTABILITĀTE
- KARMENES
