Lige nu ved vi om 4.000 bekræftede exoplaneter, mest takket være Kepler-missionen. TESS, den transiterende satellit til eksoplanetundersøgelser, vil sandsynligvis hæve det 4000 med en masse. Men hvad med de stjerner, som alle disse planeter går i kredsløb?
En ny undersøgelse fra Astrophysical Institute og University Observatory på University of Jena identificerede over 200 eksoplaneter, der findes i flere stjernesystemer. Undersøgelsen er en del af bestræbelserne på at forstå, hvordan værtsstjerner former dannelsen og udviklingen af planeter.
Forfatteren af denne undersøgelse er Dr. Markus Mugrauer, en astrofysiker ved Astrophysical Institute og University Observatory ved University of Jena, i Tyskland. Hans arbejde er baseret på den anden dataudgivelse fra Gaia, ESAs mission til at skabe et 3D-kort over vores galakse. Mugrauer er interesseret i, hvordan flere stjernesystemer former planetdannelse og udvikling, som sker tidligt i et solsystemets liv.
”Flere stjernesystemer er meget almindelige i vores Mælkevej.”
Dr. Markus Mugrauer, studieforfatter, University of Jena.
Den nye undersøgelse viser, at der inden 1600 lysår efter solen er 176 binære stjerner, 27 hierarkiske tripler og et hierarkisk firedoblet system, som alle er vært for eksoplaneter. I alt 208 flere stjernesystemer med planeter er ud af mere end 1300 eksoplaneter, der er vært for stjerner inden for samme afstand.
Undersøgelsen har titlen ”Søg efter stjernekammerater til eksoplanetværtsstjerner ved at udforske den anden ESA-Gaia frigivelse af data. ” Det offentliggøres i den månedlige meddelelse fra Royal Astronomical Society, 13. november 2019. Mugrauer er den eneste forfatter.
”Flere stjernesystemer er meget almindelige i vores Mælkevej,” forklarede Mugrauer i en pressemeddelelse. ”Hvis sådanne systemer inkluderer planeter, er de af særlig interesse for Astrofysik, fordi planetariske systemer i dem kan afvige fra vores solsystem på grundlæggende måder.”
Antallet af faktiske stjerner i Mælkevejen er umuligt at konstatere. Stjerner med lav masse er svære at finde, især i nogen stor afstand fra os. Men når stjerner går, arbejder astronomer ofte med et interval mellem 200 til 400 milliarder stjerner i vores galakse. Nogle estimater viser, at op til 85% af stjernerne i Mælkevejen findes i flere stjernesystemer. Kepler-data viser, at kun en tredjedel af flere stjernesystemer har planeter. Men hvordan flere stjernesystemer former planeterne, der kredser omkring dem, er stadig et spørgsmål med vidtgående konsekvenser.
Mugrauer's arbejde går ud over bare at finde og identificere flere stjernesystemer, der er vært for exoplaneter. Han ville karakterisere disse solsystemer mere detaljeret. Han fandt, at systemerne varierer meget i størrelse. Tæt bundne systemer har ledsagende stjerner inden for 20 AU fra deres stjerne, hvilket svarer til Uranus 'afstand fra vores Sol, og bredere systemer har ledsagere over 9000 AU'er fra deres stjerne. Dog findes de hyppigst omkring 1000 AU'er.
Han karakteriserede også typer og antal stjerner i disse systemer.
Stjernerne i Mugrauer-undersøgelsen varierer i alder, masse og temperatur. Den mest massive stjerne, han fandt, er 1,4 gange mere massiv end vores sol, og den mindst massive er kun 8% af solens masse. Imidlertid toppes ledsagerens masse mellem 0,15 og 0,3 solmasser. Mange af systemerne med flere stjerner indeholdt en større "dominerende" stjerne og en mindre ledsager: lavere masse, kølige dværgstjerner, der lyser rødt.
Et spørgsmål, som astronomer står overfor, er, om eksoplaneter kan overleve de til tider ødelæggende kramper af en stjerne, der nærmer sig de sidste faser af dens udvikling. (Se Space Magazine: Det ser ud til at være umuligt, men på en eller anden måde overlevede denne planet sin stjerners røde gigantiske fase) Mugrauer fandt otte hvide dværge blandt hans flere stjernesystemer, hvilket styrker sagen om, at planeter i det mindste nogle gange kan overleve, når en værtsstjerne skaber kaos i sine omgivelser .
Af de 208 flere stjernesystemer i Mugrauer's undersøgelse er langt de fleste - 176 - binære stjernesystemer. Men der er også 27 tredobbeltstjernersystemer og endda et firedoblet stjernesystem. Og i mellem 20 AU og 10.000 AU'er har 15% af stjernerne en ledsager. Dette strider mod den generelle frekvens af sollignende stjerner med ledsagere, hvor astronomer forventer at finde dobbelt så mange. Også ledsagerens stjerner Mugrauer fandt i sin undersøgelse viser afstande, der er cirka fem gange større end i ”almindelige” systemer.
Ifølge Mugrauer, "Disse to faktorer samlet kunne indikere, at påvirkningen af flere stjerner i et stjernesystem forstyrrer processen med dannelse af planeten såvel som den videre udvikling af deres kredsløb."
Tilstedeværelsen af en stjernekammerat kan forstyrre den planetdannende proces på disken omkring de unge stjerner. Dens tyngdekraft kunne også påvirke udviklingen af en planetens bane.
Mugrauer fandt, at cirka 15% af eksoplanet-vært-stjerner i hans undersøgelse har en eller flere ledsagende stjerner. Men han ser dette som bare begyndelsen på sit arbejde. Han har til hensigt kontinuerligt at opdatere sin liste som et igangværende projekt, efterhånden som nye eksoplanetmissioner, især TESS, gør deres arbejde.
Med denne voksende database med eksoplanet, der er vært for flere stjernesystemer, kan astronomer begynde at besvare et spændende spørgsmål: hvordan danner planeter, udvikler sig og tilpasser sig, når deres værtstjerne har en ledsager?
Mere:
- Pressemeddelelse: fjerne verdener under mange solskin
- Forskningsartikel: Søg efter stjernekammerater til eksoplanetværtsstjerner ved at udforske den anden ESA-Gaia frigivelse af data
- Space Magazine: Det ser ud til at være umuligt, men på en eller anden måde overlevede denne planet sin stjerners røde gigantfase
