Computerillustration af en binær stjerne. Billedkredit: Carnegie Institution. Klik for at forstørre.
Nyt teoretisk arbejde viser, at dannelse af gasgigantplanet kan forekomme omkring binære stjerner på omtrent samme måde som det forekommer omkring enkeltstjerner som Solen. Arbejdet præsenteres i dag af Dr. Alan Boss fra Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism (DTM) på American Astronomical Society-mødet i Washington, DC. Resultaterne antyder, at gasgigantplaneter som Jupiter og beboelige jordlignende planeter kunne være mere udbredt end tidligere antaget. Et papir, der beskriver disse resultater, er blevet accepteret til offentliggørelse i Astrophysical Journal.
”Vi har en tendens til at fokusere på at lede efter andre solsystemer omkring stjerner ligesom vores sol,” siger Boss. ”Men vi lærer, at planetariske systemer kan findes omkring alle slags stjerner, fra pulsarer til M-dværge med kun en tredjedel af massen af vores sol.”
To ud af hver tre stjerner i Mælkevejen er medlem af et binært eller multiple stjernesystem, hvor stjernerne kredser rundt om hinanden med adskillelser, der kan variere fra at være næsten i kontakt (tæt binære) til tusinder af lysår eller mere (brede binære filer). De fleste binære grupper har adskillelser svarende til afstanden fra Solen til Neptun (~ 30 AU, hvor 1 AU = 1 astronomisk enhed = 150 millioner kilometer - afstanden fra Jorden til Solen).
Det har ikke været klart, om dannelse af planetarisk system kunne forekomme i typiske binære stjernesystemer, hvor de stærke tyngdekræfter fra den ene stjerne kan forstyrre planetdannelsesprocesserne omkring den anden stjerne, og vice versa. Tidligere teoretisk arbejde antydede faktisk, at typiske binære stjerner ikke ville være i stand til at danne planetariske systemer. Imidlertid har planetjægere for nylig fundet et antal gasgigantplaneter i kredsløb omkring binære stjerner med en række separationer.
Boss fandt, at hvis chokopvarmningen som følge af tyngdekræfterne fra ledsagerstjernen er svag, så er gasgigantplaneter i stand til at dannes i planetdannende skiver på omtrent samme måde som de gør omkring enkeltstjerner. Den planetdannende disk vil forblive kølig nok til, at iskornene forbliver solide og således tillader væksten af de faste kerner, der skal nå flere jordmassestørrelser, for at den konventionelle mekanisme til dannelse af gas-gigantplanet (kernekretion) skal lykkes.
Boss 'modeller viser endnu mere direkte, at den alternative mekanisme til dannelse af gas-gigantisk planet (diskinstabilitet) kan fungere lige så godt i binære stjernesystemer som omkring enkeltstjerner, og faktisk kan endda opmuntres af tyngdekraften fra den anden stjerne . I Boss 'nye modeller drives den planetdannende disk i kredsløb omkring en af stjernerne hurtigt til at danne tætte spiralarme, inden i hvilke selvgraviterende klumper af gas og støv dannes og begynder processen med at trække sig sammen til planetstørrelser. Processen er forbløffende hurtig og kræver mindre end 1.000 år for tæt dannelse af klumper på en ellers unødvendig disk. Der ville være masser af plads til, at Jorden-lignende planeter kan danne sig tættere på den centrale stjerne, efter at gasgigantplaneterne har dannet sig, på stort set samme måde som vores eget planetariske system menes at have dannet sig.
Boss påpeger, "Dette resultat kan have dybe konsekvenser, idet det øger sandsynligheden for dannelse af planetariske systemer, der ligner vores egne, fordi binære stjerner er reglen i vores galakse, ikke undtagelsen." Hvis binære stjerner kan beskytte planetariske systemer, der er sammensat af ydre gasgigantplaneter og indre jordlignende planeter, bliver sandsynligheden for andre beboelige verdener pludselig omtrent tre gange mere sandsynlig - op til tre gange så mange stjerner kunne være mulige værter for planetariske systemer ligner vores egen. NASAs planer om at søge efter og karakterisere jordlignende planeter i det næste årti ville så meget mere sandsynligt være succes.
Et af de vigtigste resterende spørgsmål om de teoretiske modeller er den rigtige mængde chokopvarmning inde i den planetdannende disk, samt det mere generelle spørgsmål om, hvor hurtigt disken er i stand til at køle af. Boss og andre forskere arbejder aktivt for at bedre forstå disse opvarmnings- og køleprocesser. I betragtning af de voksende observationsbeviser for gasgigantplaneter i binære stjernesystemer antyder de nye resultater, at chokopvarmning i binære diske ikke kan være for stor, eller det ville forhindre dannelse af gasgigantplaneten.
Original kilde: Carnegie News Release
