Selv om solsystemet vårt bare inneholder en "vanlig jord", spår astronomer at andre systemer kan inneholde "superjordene"; steinete planeter med flere ganger massen på planeten vår. Ettersom røde dvergstjerner har mindre masse, klarer de ikke å henge seg på den lettere gassen som går over til gassgiganter. De gjenværende tyngre elementene har tid til å danne veldig massive landplaneter.
En ny forklaring for å danne ”super-Earths” antyder at det er mer sannsynlig at de blir funnet i bane rundt røde dvergstjerner - den mest tallrike typen stjerne - enn gassgigantplaneter som Jupiter og Saturn. Teorien, av Dr. Alan Boss fra Carnegie Institutions Department of Terrestrial Magnetism, beskriver en mekanisme der UV-stråling fra en nærliggende massiv stjerne striper av en planetes gasshylle som utsetter en superjord. Verket, som ble publisert i 10. juni 2006, Astrophysical Journal (Letters), forklarer nylig ekstrasolar planetoppdagelse ved hjelp av mikrolenseringsmetoden.
Super-Earths har masser som varierer mellom de fra Jorden og Neptun, men har ukjente komposisjoner. "Av de 300 stjernene som er nærmest solen, er minst 230 røde dvergstjerner, med massene mindre enn halvparten av solen vår," sier Boss. "Fordi stjerner i nærheten er de enkleste stedene å lete etter andre jordlignende planeter, er det viktig å prøve å forutsi hvilke typer planetariske systemer de kan ha, og det betyr å prøve å finne ut hvordan planetene deres kan danne seg."
Nylig ble det presentert bevis for kanskje den laveste massen som hittil er funnet i bane rundt en hovedsekvensstjerne som solen. Det ble funnet av et internasjonalt konsortium av astronomer via en mikrolenseringshendelse, hvor en forgrunnen stjerne forsterker lyset fra en langt fjernere stjerne ved å bøye lyset fra bakgrunnsstjernen i vår retning, en effekt som er forutsagt av Einstein. I tillegg observerte de også en sekundær lysning, i samsvar med tilstedeværelsen av en planete på ca. 5,5-jordmassen som kretser rundt forgrundsstjernen i en avstand som ligner på asteroidebeltet i vårt solsystem. Mens identiteten til forgrundsstjernen er ukjent, er det mest sannsynlig en rød dvergstjerne (M dverg). Deretter ble det vist bevis for mikrolensering av en planet med 13 jordmasser rundt en annen rød dverg.
Mikrolenseringsdeteksjonsteamene tolket funnene sine som bevis på at superjordene kan danne seg rundt røde dvergstjerner ved den samme prosessen som førte til dannelsen av Jorden og andre jordiske planeter i vårt solsystem, nemlig kollisjoner mellom gradvis større solide kropper. Denne prosessen går imidlertid så tregt at det sannsynligvis ikke vil føre til dannelse av gassgigantplaneter rundt røde dverger, fordi diskgassen sannsynligvis forsvinner før de faste kroppene kan vokse seg store nok til å fange opp noen gass. Imidlertid hadde mikrolenseringsteam tidligere funnet bevis for to gassgigantplaneter med masser som ligner på Jupiter rundt to andre røde dvergstjerner. Med tanke på at like mange planter og superjordmassede planeter er blitt oppdaget ved mikrolensing, men de førstnevnte er lettere å oppdage, argumenterte de for at det må være langt færre gigantiske planeter enn superjordene.
Boss funderte på disse funnene mens han satt i en hotellobby i Houston da en ny forklaring på de fire mikrolenseplanetene skjedde for ham. Han hadde tidligere vist at røde dvergstjerner sannsynligvis vil danne gassgigantiske protoplaneter raskt av diskens ustabilitetsmekanisme, hvorved den gassformige disken danner spiralarmer og selvgraviterende protoplaneter som ville bli Jupitere i mangel av forstyrrelser. Imidlertid dannes de fleste stjerner i regioner hvor det til slutt dannes massive O-stjerner. Slike stjerner avgir enorme mengder ultrafiolett (UV) stråling, som striper av skivegassen rundt unge stjerner, utsetter deres ytre protoplaneter for UV og stripper bort deres gassformede konvolutter. I 2002 foreslo Boss og hans Carnegie-kolleger, George Wetherill og Nader Haghighipour (nå ved University of Hawaii) denne forklaringen for å danne Uranus og Neptune, som har masser som ligner superjordene.
"Det gikk opp for meg at fordi UV-stripping avhenger av massen til den sentrale stjernen, bør superjordene finnes på mye mindre baner rundt en rød dverg enn rundt solen," sier Boss. "Denne ideen spår naturligvis røde dverger som danner nær store stjerner vil ende opp med super-Earths som går i bane rundt avstandene der super-Earths har blitt funnet ved mikrolensering." Røde dverger som dannes i mangel av massive stjerner vil ikke lide UV-stripping og vil derfor danne gassgigantplaneter på disse avstandene, i stedet for superjordene. Slike stjerner er i mindretall, så røde dverger bør være i bane rundt det meste av superjordene på asteroide avstander og utover. Denne prediksjonen stemmer overens med mikrolenseringsdeteksjonene til dags dato.
Det gjenstår å se om Boss 'teoretiske forutsigelser vil bli bekreftet av de pågående mikrolyseringssøkene og av de rombaserte planteringsoppdragene som planlegges av NASA og European Space Agency. Å bestemme komposisjonene til super-Earths vil være en stor utfordring med viktige implikasjoner for deres brukbarhet.
Originalkilde: Carnegie News Release
