Stjerner af M-type (rød dværg) er køligere objekter med lav masse, lysstyrke, der udgør det store flertal af stjerner i vores univers - og tegner sig for 85% af stjernerne i Mælkevejen alene. I de senere år har disse stjerner vist sig at være en skattekiste for eksoplanetjægere, med flere jordiske (alias. Jordlignende) planeter bekræftet omkring solsystemets nærmeste røde dværge.
Men hvad der er endnu mere overraskende er det faktum, at nogle røde dværge har vist sig at have planeter, der kan sammenlignes i størrelse og masse med Jupiter, der kredser omkring dem. En ny undersøgelse foretaget af et team af forskere fra University of Central Lancashire (UCLan) har behandlet mysteriet med, hvordan dette kunne ske. I det væsentlige viser deres arbejde, at det kun tager nogle få tusinde år at få gasgiganter.
Undersøgelsen, der for nylig blev vist i tidsskriftet Astronomi & astrofysik, var værket af Dr. Anthony Mercer og Dr. Dimitris Stamatellos fra UCLan Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics & Astronomy (JHI - MPA). Dr. Mercer, en astrofysiklæser med JHI - MPA, ledede forskningen under opsyn af Dr. Stamatellos, der leder instituttets gruppe "Teoretisk stjerne dannelse og eksoplaneter".
Sammen studerede de, hvordan planeter kunne dannes omkring røde dværgstjerner for at bestemme, hvilken mekanisme der giver mulighed for dannelse af supermassive gasgiganter. I henhold til konventionelle modeller for planetdannelse, hvor den gradvise opbygning af støvpartikler fører til gradvist større kroppe, skal røde dværgsystemer ikke have nok masse til at danne planeter af super-Jupiter-type.
For at undersøge dette uoverensstemmelse brugte Mercer og Dr. Stamatellos UK Distribueret Research ved hjælp af Advanced Computing (DiRAC) supercomputer - som forbinder faciliteter i Cambridge, Durham, Edinburgh og Leicester University - til at simulere udviklingen af protoplanetære diske omkring røde dværgstjerner. Disse roterende skiver med gas og støv er almindelige omkring alle nyfødte stjerner og er, hvad der til sidst fører til planetdannelse.
Hvad de fandt, var, at hvis disse unge diske er store nok, kan de fragmentere i forskellige stykker, hvilket ville samle sig sammen på grund af gensidig tyngdepunkt til at danne gasgigantplaneter. Dette kræver imidlertid, at planeterne dannes inden for et par tusinde år, en tidsplan, der er ekstremt hurtig i astrofysiske termer. Som Dr. Mercer forklarede:
”Det faktum, at planeter muligvis kan dannes på så kort tidsplan omkring små stjerner, er utroligt spændende. Vores arbejde viser, at planetdannelse er særlig robust: andre verdener kan dannes selv omkring små stjerner på forskellige måder, og planeter kan derfor være mere forskellige end vi tidligere troede. ”
Deres forskning viste også, at disse planeter ville være ekstremt varme, efter at de er dannet, med temperaturer, der når tusinder af grader i deres kerner. Fordi de ikke har en intern energikilde, ville de blive svagere med tiden. Dette betyder, at disse planeter ville være lette at observere i den infrarøde bølgelængde, når de stadig er unge, men vinduet til direkte observation ville være lille.
Stadig kunne sådanne planeter stadig observeres indirekte baseret på deres indvirkning på deres værtsstjerne, hvilket er, hvordan planeter, der kredser om røde dværgstjerner typisk, er blevet fundet. Dette er kendt som Radial Velocity Method (alias Doppler Spectroscopy), hvor ændringer i stjernens spektre indikerer, at det bevæger sig, hvilket er en indikation af planeter, der udøver deres tyngdekraftpåvirkning på den. Stamatellos tilføjet:
”Dette var første gang, at vi ikke kun kunne se planeter, der dannes i computersimuleringer, men også bestemme deres oprindelige egenskaber med stor detaljer. Det var fascinerende at opdage, at disse planeter er af den 'hurtige og rasende' art - de dannes hurtigt, og de er uventet varme. ”
Disse resultater er intet, hvis ikke rettidigt. For nylig opdagede astronomer en anden ekstrasolar planet omkring Proxima Centauri, den nærmeste stjerne til vores egen. I modsætning til Proxima b, der er jordstørrelse, stenet og kredsløb inden for stjernens beboelige zone; Det antages, at Proxima c er 1,5 gange Jordens størrelse, halvt så massiv som Neptun (hvilket gør det til en mini-Neptun) og kredser godt uden for Proxima Centauris beboelige zone.
At vide, at der er en mulig mekanisme, der tillader gasgiganter at dannes omkring røde dværgstjerner, sætter os et skridt tættere på at forstå disse helt fælles, men stadig mystiske stjerner.
