Eksoplaneternes oprindelse

Pin
Send
Share
Send

Vi lever virkelig i en fantastisk tid til exoplanet-forskning. Endnu for nylig er direkte billeder begyndt at sprede op såvel som de første spektre for atmosfærerne i sådanne planeter. Så meget data bliver tilgængelig, astronomer er endda begyndt at være i stand til at foretage konklusioner om, hvordan disse ekstra solplaneter kunne have dannet sig.

Generelt er der to metoder, hvorpå planeter kan dannes. Den første er via koaccretion, hvor stjernen og planeten ville danne sig fra tyngdepunktet sammenbrud uafhængigt af hinanden, men i tæt nærhed til at deres gensidige tyngdekraft binder dem sammen i kredsløb. Den anden, metoden, gennem hvilket vores solsystem blev dannet, er diskmetoden. I dette kollapser materiale fra en tynd disk omkring en protostjerne for at danne en planet. Hver af disse processer har et andet sæt parametre, der kan efterlade spor, der kunne give astronomer mulighed for at afsløre, hvilken metode der er dominerende. Et nyt papir fra Helmut Abt fra Kitt Peak National Observatory, ser på disse karakteristika og bestemmer, at vores solsystem kan være en mærkelig ud fra vores nuværende prøveudtagning af eksoplaneter.

Den første parameter, der adskiller de to dannelsesmetoder, er excentriciteten. For at etablere en baseline til sammenligning, Abt planlagde først fordelingen af ​​excentriciteter for 188 hovedsekvens binære stjerner og sammenlignede den med den samme type plot for det eneste kendte system, der var dannet via diskmetoden (vores solsystem). Dette afslørede, at selvom hovedparten af ​​stjerner har kredsløb med lav excentricitet, falder denne procentdel langsomt, når excentriciteten stiger. I vores solsystem, hvor kun en planet (Merkur) har en excentricitet, der er større end 0,2, falder fordelingen meget mere stejlt. Da Abt konstruerede fordelingen for de 379 planeter med kendt excentricitet, var den næsten identisk med den for binære stjerner.

En lignende plot blev skabt til den halve hovedakse af binære stjerner og vores solsystem. Igen, når dette blev planlagt for de kendte ekstra solplaneter, var distributionen den samme som for binære stjernesystemer.

Abt inspicerede også konfigurationen af ​​systemerne. Stjernesystemer indeholdende tre stjerner indeholdt generelt et par stjerner i en tæt binær bane med en tredjedel i en meget større bane. Ved at sammenligne forholdene mellem sådanne kredsløb, kvantificerede Abt kredsløbsafstanden. I stedet for simpelthen at sammenligne med solsystemet overvejede han den analoge situation med dannelse af stjerner omkring galaxens centrale masse og byggede en lignende fordeling på denne måde. I dette tilfælde var resultaterne tvetydige; Begge formationsformer gav lignende resultater.

Til sidst overvejede Abt mængden af ​​tunge elementer i den mere massive krop. Det er bredt kendt, at de fleste ekstrasolplaneter findes omkring metalrige stjerner. Mens der ikke er nogen grund til at planeter dannes på en disk kunne ikke dannes omkring stjerner med høj masse og have en metalrig sky, hvorfra man danner stjerner og planeter er et krav til co-akkretionsmodellen, fordi den har en tendens til at fremskynde sammenbrudsprocessen, hvilket lader gigantiske planeter fuldt ud danne sig, før skyen blev spredt, da stjernen blev aktiv. Det faktum, at langt de fleste ekstrasolplaneter findes omkring metalrige stjerner, favoriserer koaccretionshypotesen.

Samlet giver dette fire test til formationsmodeller. I alle tilfælde antyder de nuværende observationer, at størstedelen af ​​planeterne, der hidtil blev opdaget, dannede sig fra koaccretion og ikke på en disk. Abt bemærker imidlertid, at dette mest sandsynligt skyldes statistiske partier, der er pålagt ved følsomhedsgrænser for nuværende instrumenter. Som han bemærker, har astronomer "endnu ikke den radiale hastighedsfølsomhed til at detektere disksystemer som solsystemet, undtagen for enkelt store planeter, som Jupiter 5 AU." Som sådan vil denne opfattelse sandsynligvis ændre sig, når nye generationer af instrumenter bliver tilgængelige. Når instrumenter forbedres til det punkt, at tredimensionel kortlægning bliver tilgængelig, og banehældninger kan observeres direkte, vil astronomer være i stand til at tilføje en anden test for at bestemme dannelsesformer.

EDIT: Efter en vis forvirring og diskussion i kommentarerne, ønskede jeg at tilføje en yderligere note. Husk, at dette kun er gennemsnit af alle systemer i øjeblikket kendt, der ligner coaccreted systemer. Selvom der utvivlsomt er nogle derinde, der dannes fra diske, er deres sjældenhed i de aktuelle data dem ikke skiller sig ud. Vi kender bestemt til kl mindst et system, der passer til en stærk test til diskmetoden. Denne nylige opdagelse af Kepler, hvor tre planeter er blevet observeret gennemgår deres værtsstjerne, viser, at alle disse planeter skal ligge i en disk, der ikke er i overensstemmelse med forventningerne til uafhængig kondens. Efterhånden som flere systemer som dette opdages, forventer vi, at fordelingen af ​​de ovenfor beskrevne tests vil blive bimodal med komponenter, der matcher hver formationshypotese.

Pin
Send
Share
Send