Захваљујући мисији Кеплер и другим напорима да пронађемо егзопланете, научили смо много о популацији егзопланета. Знамо да ћемо вероватно наћи супер-Земљу и егзопланете масе Нептуна који орбитирају око звезда ниске масе, док се веће планете налазе око масивнијих звезда. То се добро уклапа са теоријом језгре акумулације планетарне формације.
Али нису сва наша запажања у складу с том теоријом. Откривање планете налик Јупитеру која кружи око малог црвеног патуљака значи да наше разумевање планетарне формације можда није тако јасно како смо мислили. Друга теорија планетарне формације, названа теорија нестабилности диска, могла би објаснити ово изненађујуће откриће.
Црвена патуљаста звезда се зове ГЈ 3512 и удаљена је од нас око 31 светлосне године у Мајор-Урса. ГЈ 3512 је 0,12 пута већа од масе нашег Сунца, а планета, ГЈ 3512б, најмање 0,46 већа од масе Јупитера. То значи да је звезда само око 250 пута масивнија од планете. И не само то, већ то је само око 0,3 АУ од звезде.
Упоредите то са нашим Сунчевим системом, где је Сунце преко 1000 пута веће од највеће планете, Јупитера. Ти се бројеви не збрајају када је реч о теорији раста језгра.
Основна теорија акрекције је најчешће прихваћена теорија за планетарно формирање. Акредитација језгра се дешава када се ситне чврсте честице сударају и згрушавају да би формирале већа тела. Током дужег периода то ствара планете. Ипак, постоји ограничење у начину рада.
Једном када се формира чврсто језгро до отприлике 10-20 пута веће од Земље, довољно је масивно да ствара гас, који формира овојницу или атмосферу око чврстог језгра. Кључно је то што раст језгра делује различито у зависности од удаљености од звезде.
У унутрашњем Сунчевом систему звезда је преузела већину расположивог материјала и мање планете обликују, попут Земље. Земља такође има релативно малу атмосферу. У спољњем Сунчевом систему, изван онога што се назива линија смрзавања, има много више материјала од планета од којих се формира, мада је материјал мање густ. Тако завршимо са гасним гигантима са волуминозном атмосфером у спољњем Сунчевом систему.
Али у случају ГЈ 3512, истраживачи су пронашли неке супротности са објашњењем језгре. Пре свега, разлог је што су звезде мале масе, јер читав диск са кога чине је мање материјала. Звездама попут ГЈ 3512 једноставно је понестало материјала пре него што су постале веома велике. На исти начин, на протопланетарном диску остаје мање материјала за формирање великих планета.
У свом раду кажу да "Формирање гасног гиганта <ГЈ 3512б> на овај начин захтева изградњу великог планетарног језгра од најмање 5 земаљских маса." Кажу да се то не може догодити око тако мале звезде.
Чини се да овај нови систем звезда као објашњење искључује суштинску теорију акцесије. Планета је једноставно превише масивна у односу на звезду. Али постоји и друга теорија која се назива теорија нестабилности диска.
Кад се млада звезда роди у фузији, она је окружена ротирајућим протопланетарним диском материјала који је преостао од формирања звезде. Из тог материјала формирају се планете. Теорија нестабилности диска каже да се ротирајући диск материјала може брзо охладити. То брзо хлађење може узроковати да се материјал коагулира у комаде величине планете, који се могу срушити под сопственом гравитацијом и формирати плинске дивове, прескачући процес акрекције језгре.
Иако би увећање језгре трајало дуго, нестабилност диска би могла створити велике планете у много краћем времену. То би могло објаснити налажење великих планета тако близу малим звездама, као у случају ГЈ 3512.
Научници који стоје иза овог рада открили су и друге необичности у овом систему. Кажу да можда постоји трећа планета у систему - такође гасни гигант - који је утицао на ГЈ 3512б, изазивајући његову издужену орбиту. Присуство те планете закључује се кроз необичну орбиту ГЈ 3512б, и није примећено. Тим који стоји иза студије каже да је друга планета вероватно избачена из система и да је сада лоша планета.
Биће потребно више студија, са снажнијим инструментима да бисмо боље разумели овај систем. Према ауторима, то је сјајна прилика за усавршавање наших теорија планетарне формације. Како кажу у закључку рада, „ГЈ 3512 веома обећавајући систем, јер се можда у потпуности карактерише и на тај начин наставља да поставља строга ограничења на процесе акцесије и миграције, као и на ефикасност формирања планета у протопланетарним дисковима и диску омјери маса звијезда
Овај међународни тим истраживача из ЦАРМЕНЕС-а (Цалар Алто претрага М патуљака са егзоартхима са инфрацрвеним и оптичким Ецхелле Спецтрограпхс) урадио је ово. Тај конзорцијум тражи црвене патуљке, најчешћу врсту звезда у галаксији, у нади да ће наћи планете мале масе у својим насељеним зонама. ЦАРМЕНЕС не само да ствара скуп података за разумевање звезда црвених патуљака, већ ће проналажење планета величине Земље пружити богат низ следећих циљева за будуће проучавање.
Више:
- Саопштење за јавност: Огромна егзопланета око ситних звезда изазива разумевање како се планете формирају
- Истраживачки рад: Огромна егзопланета која орбитира око звезде врло мале масе изазива моделе формирања планета
- ПланетХунтерс.орг: Шта ми стварно разумијемо о формирању планета?
- Истраживачки рад: РЕВИЗИРАНИ ПЛЕНЕТАРНИ ФОРМАЦИОНИ СЦЕНАРИЈИ: ИНСТАБИЛНОСТ ДИСКА ЦОРЕ-АЦЦРЕТИОН ВЕРСУС
- ЦАРМЕНЕС
