Datamaskinillustrasjon av en binær stjerne. Bildekreditt: Carnegie Institution. Klikk for å forstørre.
Nytt teoretisk arbeid viser at gassgigantisk planetdannelse kan forekomme rundt binære stjerner på omtrent samme måte som den forekommer rundt enkeltstjerner som solen. Arbeidet blir presentert i dag av Dr. Alan Boss fra Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism (DTM) på American Astronomical Society-møtet i Washington, DC. Resultatene antyder at gassgigantplaneter, som Jupiter, og beboelige jordlignende planeter, kunne være mer utbredt enn tidligere antatt. Et dokument som beskriver disse resultatene, ble akseptert for publisering i Astrophysical Journal.
"Vi har en tendens til å fokusere på å lete etter andre solsystemer rundt stjerner akkurat som vår sol," sier Boss. "Men vi lærer at planetariske systemer kan bli funnet rundt alle slags stjerner, fra pulsarer til M dverger, med bare en tredjedel av solen vår."
To av tre stjerner i Melkeveien er medlem av et binært eller flere stjernersystem, der stjernene går i bane rundt hverandre med separasjoner som kan variere fra å være nesten i kontakt (tette binære filer) til tusenvis av lysår eller mer (brede binære filer). De fleste binærene har separasjoner som tilsvarer avstanden fra solen til Neptun (~ 30 AU, hvor 1 AU = 1 astronomisk enhet = 150 millioner kilometer - avstanden fra jorden til solen).
Det har ikke vært klart om dannelse av planetarisk system kan oppstå i typiske binære stjernesystemer, der de sterke gravitasjonskreftene fra en stjerne kan forstyrre planetenes dannelsesprosesser rundt den andre stjernen, og omvendt. Tidligere teoretisk arbeid hadde faktisk antydet at typiske binære stjerner ikke ville være i stand til å danne planetariske systemer. Imidlertid har planetjegere nylig funnet en rekke gassgigantplaneter i bane rundt binære stjerner med en rekke separasjoner.
Boss fant at hvis sjokkoppvarmingen som følge av gravitasjonskreftene fra følgesstjernen er svak, så kan gassgigantplaneter danne seg i planetdannende plater på omtrent samme måte som de gjør rundt enkeltstjerner. Den planetdannende disken vil forbli kjølig nok til at iskornene forblir solide og dermed tillater veksten av de faste kjernene som må nå flere jordmassestørrelser for at den konvensjonelle mekanismen for gass-gigantisk planetdannelse (kjernetilstand) skal lykkes.
Boss 'modeller viser enda mer direkte at den alternative mekanismen for gass-gigantisk planetdannelse (diskinstabilitet) kan fungere like bra i binære stjernesystemer som rundt enkeltstjerner, og faktisk kan til og med bli oppmuntret av gravitasjonskreftene til den andre stjernen . I Boss 'nye modeller blir den planetdannende disken i bane rundt en av stjernene raskt drevet til å danne tette spiralarmer, i hvilke selvgraviterende klumper av gass og støv dannes og begynner prosessen med å trekke seg sammen til planetstørrelser. Prosessen er utrolig rask, og krever mindre enn 1000 år for å danne tette klumper på en ellers uten funksjon. Det ville være god plass for jordlignende planeter til å danne seg nærmere den sentrale stjernen etter at gassgigantplanetene har dannet seg, på omtrent samme måte som vårt eget planetariske system antas å ha dannet seg.
Boss påpeker: "Dette resultatet kan ha dype konsekvenser ved at det øker sannsynligheten for at dannelse av planetariske systemer ligner våre egne, fordi binære stjerner er regelen i vår galakse, ikke unntaket." Hvis binære stjerner kan beskytte planetariske systemer som består av ytre gassgigantplaneter og indre jordlignende planeter, blir sannsynligheten for andre beboelige verdener plutselig omtrent tre ganger mer sannsynlig - opptil tre ganger så mange stjerner kan være mulige verter for planetariske systemer lik vår egen. NASAs planer om å søke etter og karakterisere jordlignende planeter i det neste tiåret, vil da være så mye mer sannsynlig å lykkes.
Et av de viktigste gjenværende spørsmålene om de teoretiske modellene er riktig mengde sjokkoppvarming inne i den planetdannende disken, samt det mer generelle spørsmålet om hvor raskt disken er i stand til å avkjøle. Boss og andre forskere jobber aktivt for å bedre forstå disse varme- og kjøleprosessene. Gitt de økende observasjonsbevisene for gassgigantplaneter i binære stjernesystemer, tyder de nye resultatene på at sjokkoppvarming i binære disker ikke kan være for stor, eller at det vil forhindre dannelse av gigantgigantplanet.
Originalkilde: Carnegie News Release
