"Star Wars" Planeter Migrere inn i posisjon rundt Stellar


rom

Den gigantiske planeten Kepler-34b kretser rundt to stjerner. Nå er det bare grådig. Følgende essay skrives ut med tillatelse fra The Conversation, en nettpublikasjon som dekker den nyeste forskningen. Den planetariske vitenskapen begynner å hente sciencefiction. Siden lanseringen av Kepler-romteleskopet i 2009 har en deluge planeter utenfor vårt solsystem blitt funnet, med mange oddball, eksotiske verdener blant dem. En

Den gigantiske planeten Kepler-34b kretser rundt to stjerner. Nå er det bare grådig.

Følgende essay skrives ut med tillatelse fra The Conversation, en nettpublikasjon som dekker den nyeste forskningen.

Den planetariske vitenskapen begynner å hente sciencefiction. Siden lanseringen av Kepler-romteleskopet i 2009 har en deluge planeter utenfor vårt solsystem blitt funnet, med mange oddball, eksotiske verdener blant dem. En av Keplers mest spennende funn var å bevise eksistensen av sirkulære planeter: planeter som bane to stjerner, som selv er bundet sammen av tyngdekraften i en ofte tett orbitaldans.

Luke Skywalkers hjemmeplan av Tatooine - oppfunnet av George Lucas 'for Star Wars-serien - var ment å eksistere i dette slags binære system. Nå, ved hjelp av datamodeller, har et team fra Bristol University kastet mer lys på hvordan denne typen planeten ble dannet.

I begynnelsen
Planetariske forskere er generelt enige om at planeter dannes inne i en tynn, gassformet disk som omgir naserende stjerner. Innenfor denne platen kolliderer faste partikler (støtende som kalles "støv") og vokser gradvis til asteroid-store legemer. Disse kroppene, som kalles planetesimaler, er de essensielle murene av planetformasjonen. Ytterligere kollisjoner blant dem bygger protoplaneter - steinete, jordbaserte kropper.

Videre ut fra den sentrale stjernen "vanner" vann og andre forbindelser og blir en del av den faste komponenten. Forbi denne såkalte "islinjen" kan protoplaneter vokse enda større og samle tykke, massive atmosfærer. Denne skarpe oppdelingen mellom små, jordbaserte planeter nær den sentrale stjernen (Merkur til Mars) og gigantiske planeter videre ut (Jupiter til Neptun) blir lett gjenkjent i solsystemet.

For at denne teorien skal virke, krever det en utrolig prestasjon: vekst fra mikroskopiske støvpartikler mer enn hundre ganger mindre enn et sandkorn helt til Jupiter-store objekter. Det er en veldig delikat prosess som involverer mange fysiske mekanismer, hvorav noen fortsatt er dårlig forstått i dag.

Dobbelt problemer
Et stikkpunkt er scenen der planetesimaler kolliderer. Planetesimaler må kollidere overraskende gingerly for å komme sammen; knuse dem for fort, og de vil bryte inn i mindre bergarter. Regioner med høyhastighets kollisjoner er sterile for planlegging, da ingen ytterligere vekst kan oppstå. Det er derfor den siste oppdagelsen av sirkulære planeter hadde astronomi teoretikere øke et øyenbryn (eller to).

Det er få miljøer mer voldelige enn et binært stjernesystem. I de tidlige stadiene av planetformasjonen bør de kraftige gravitasjonsforstyrrelsene rundt to stjerner føre til ødeleggende kollisjoner som slår ned materialet.

Og likevel oppdaget alle sirkulære planeter så langt bane svært nær deres foreldre binære stjerner. Så nært, at hvis de var nærmere, ville deres bane bli destabilisert til utkastet fra systemet eller kollisjon med en av de to stjernene. Dette skyldes at stjernene, beveger seg langs sin bane, slenger og forstyrrer planeten med tyngdekraften fra forskjellige retninger. Innenfor dette ustabile området, da kunne ingen planet overleve lenge.

Bristol University-teamet utviklet sofistikerte datasimuleringer av de tidlige formasjonsstadiene av den gigantiske sirkulære planeten Kepler-34 (AB) b for bedre å forstå sin fødselsmiljø. Modellene deres fant at ved planens nåværende plassering ville virkninger mellom planetesimaler alltid være katastrofalt ødeleggende. Bare langt unna gravitasjonstrykket av de to stjernene kan vi forvente at kollisjonshastigheten skal være lav nok til at planbyggingen skal skje.

Forklare gigantiske planeter på et sted hvor de aldri burde ha vært i stand til å kreve krever påkalling av en gammel ide: planetarisk migrasjon.

Den første gigantiske planeten oppdaget utenfor vårt solsystem, 51 Peg b, kretser sin foreldre stjerne nærmere enn Merkur gjør vår sol. Det er umulig for en slik planet å danne seg så nær stjernen som de høye temperaturene ville eliminere steinene og isene før de kunne komme sammen. Teoretikere forsto raskt hva som hadde skjedd tidlig i dette systemets historie: planeten dannet sannsynligvis lenger bort fra stjernen sin og senere migrert nærmere den.

Bildet blir da tydeligere: Kepler-34 (AB) b må ha dannet seg langt fra de to stjernene, i et roligere miljø og senere migrert til sin nåværende plassering. Flere datamodeller har vist at denne ideen er mulig, og kompatibel med våre observasjoner. De samme modellene hjelper oss også til å forstå hvorfor alle de circumbinary planeter som er funnet, har vært relativt små.

Dette hadde forvirret planetariske forskere fordi normalt jo større en planet er, desto lettere er det å oppdage. Men nå vet vi at dette ikke er tilfelle: Vi ville ikke observere slike planeter rett og slett fordi de ikke overlevde deres turbulente begynnelse. Simuleringer av planetarisk migrasjon viser at Jupiter-sirkulære planeter ender sterkt sammen med gravitasjonsfeltet til stjernene og blir deretter kastet ut av systemet.

Selv om det fortsatt er mange detaljer som skal utarbeides, synes dette teoretiske rammeverket å være i tråd med Keplers funn så langt. Men ennå ikke-å-lage-planetariske funn er bundet til å overraske oss i nær fremtid.

Stefano Meschiari jobber ikke for, rådfører seg med egne aksjer i eller mottar finansiering fra firma eller organisasjon som vil ha nytte av denne artikkelen, og har ingen relevante tilknytninger.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation. Les den opprinnelige artikkelen.

"Jesu evangeliums ektemann" vist å være ekte i testSecretive Bezos-Funded Group avslører Spacecraft Plan DetaljerGiant Antarctic Ice Shelf Crack truer med å bli et massivt isbergHurtigvoksende hav som er satt for å frigjøre varme inn i atmosfærenNye EPA-bensinregler hjelper presidentens klimagruppeVellykket malariavaksine viser også effektive hos spedbarnForskere lager ny solcelle4 nye innovasjoner for å energisere verden