Næsten alle de ekstrasolære planeter, der hidtil er opdaget, har været enorme, af Jupiter-størrelse og derover. Spørgsmålet er: kunne mindre, jordstørrede planeter vare i de samme stjernesystemer? Forskere skabte en simulering, hvor små planeter blev sat i det samme system som større planeter for at se, om de kunne samle nok materiale til at blive så stort som Jorden. De fandt, at et nærliggende system - 55 Cancri - kunne have dannet jordplaneter med betydeligt vand i den beboelige zone.
Den stadige opdagelse af gigantiske planeter, der kredser rundt om andre stjerner end vores sol, har øget spekulationerne om, at der kan være jordarter af verdener i nærliggende planetariske systemer, der er i stand til at opretholde liv. Nu har forskere, der kører computersimuleringer af fire nærliggende systemer, der indeholder kæmpe planeter i størrelsen på Jupiter, fundet en, der kunne have dannet en jordlignende planet med de rigtige betingelser for at støtte livet.
Et andet system har sandsynligvis et bælte af klippekropper på størrelse med Mars eller mindre. De to andre, modellerne viser, har ikke de rette betingelser for at danne en jordstørrelsesplanet. Hvert system ligger inden for 250 lysår fra Jorden (et lysår er ca. 5,88 billioner miles). Astronomer har allerede fundet bevis for, at hvert system indeholder mindst to gigantiske planeter om Jupiters masse, som er vandret tæt på deres stjerner, måske så tæt som Merkur er til solen.
For hvert af de fire systemer gennemførte forskerne 10 edb-simuleringer, der placerede små planetembryoer eller protoplaneter i systemet for at se, om de er i stand til at samle mere materiale og danne en ægte planet på jordens størrelse. Hver simulering antog de samme betingelser i planetariet, bortset fra at positionen og massen af hver protoplanet blev ændret lidt, sagde Sean Raymond, en postdoktorisk forsker ved University of Colorado, der deltog i arbejdet, mens han var en astronomidoktorand ved University of Washington.
Raymond er hovedforfatter af et artikel, der beskriver forskningen, der blev offentliggjort i juni i Astrophysical Journal. Medforfattere er Rory Barnes, en postdoktorisk forsker ved University of Arizona, der også deltog i arbejdet, mens en UW-astronomidoktorand, og Nathan Kaib, en UW-doktorand i astronomi. Arbejdet blev finansieret af National Aeronautics and Space Administration, NASAs Astrobiology Institute og National Science Foundation.
"Det er spændende, at vores modeller viser en beboelig planet, en planet med masse, temperatur og vandindhold svarende til Jordens, kunne have dannet sig i et af de første ekstrasolære flerplanet-systemer, der blev fundet," sagde Barnes.
Nye undersøgelser viser, at mange kendte ekstrasolære planetariske systemer har regioner, der er stabile nok til at understøtte planeter, der spænder fra jordens masse til Saturn. UW-modellerne testede planetdannelse i systemer kaldet 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 og HD 74156. Forskerne antog, at systemerne er komplette, og banerne på deres gigantiske planeter er veletablerede. De antog også forhold, der muligvis dannelse af små kroppe, der kunne udvikle sig til stenede, jordlignende planeter.
I modellerne placerede forskerne måneformede planetembryoer mellem gigantiske planeter og lod dem udvikle sig i 100 millioner år. Med disse antagelser fandt de jordbaserede planeter, der let blev dannet i 55 Cancri, undertiden med betydeligt vand og kredsløb i systemets beboelige zone. De fandt, at HD 38529 sandsynligvis understøtter et asteroidebælte og Mars-størrelse eller mindre kroppe, men ingen markante jordiske planeter. Ingen planeter dannet i HD 37124 og HD 74156.
”Det, der overraskede mig mest, var at se det system, der kun dannede planeter på størrelse med Mars eller mindre,” sagde Raymond. ”Alt, hvad der blev for stort, ville være ustabilt, så der var en ophobning af en masse mindre protoplaneter måske en tiendedel af Jordens størrelse”
Det var betydningsfuldt, sagde Kaib, at modellerne viste, at forholdene kunne forblive stabile nok i 100 millioner år, så et planetarisk embryo ville have en chance for at samle mere stof og udvikle sig til et legeme på størrelse med månen eller Mars. ”I vores tidlige system er det sandsynligvis, hvordan vores indre solsystem så ud, med hundreder af kroppe, der har størrelse,” sagde han
Ekstrasolære planeter er blevet opdaget med stigende frekvens i de senere år på grund af teknikker, der detekterer gigantiske planeter ved deres tyngdekrafteffekt på deres forældre stjerner. Det er usikkert, hvordan gigantplaneterne udvikler sig, men de menes at danne langt væk fra deres værtsstjerner og derefter migrere indad, skubbet af de gasskiver, som de dannede fra. Hvis migrationen sker sent i systemets udvikling, kan de gigantiske planeter muligvis ødelægge de fleste af de materialer, der er nødvendige for at opbygge jordlignende planeter, sagde Raymond. Han bemærkede, at selv om tilstedeværelsen af gigantiske planeter er forholdsvis veletableret, vil det vare nogen tid, før det er muligt at registrere meget mindre jordstørrede planeter omkring andre stjerner.
For et andet nyligt papir, kørte Raymond mere end 450 computersimuleringer for at kortlægge gigantiske planetbaner, der tillader jordlignende planeter at dannes. Hvis en gigantisk planet er for tæt, forhindrer den, at stenet materiale samler sig ind i en jordstørrelse planet. Denne undersøgelse viste, at kun ca. 5 procent af de kendte kæmpe-planet-systemer sandsynligvis har jordlignende planeter. Men på grund af lange observationstider og følsomt udstyr, der er nødvendigt for at detektere planeter på størrelse med Saturn og Jupiter, er det muligt, at der kunne være mange planetariske systemer som vores i denne galakse, sagde han.
Original kilde: UW News Release
