Stjerner av M-type (rød dverg) er kjøligere objekter med lav masse og lysstyrke som utgjør det store flertallet av stjernene i vårt univers - og står for 85% av stjernene i Melkeveis galaksen alene. De siste årene har disse stjernene vist seg å være en skattekiste for eksoplanettjegere, med flere jordiske (aka. Jordlignende) planeter bekreftet rundt solsystemets nærmeste røde dverger.
Men det som er enda mer overraskende, er det faktum at det er funnet at noen røde dverger har planeter som er sammenlignbare i størrelse og masse til Jupiter som kretser rundt dem. En ny studie utført av et team av forskere fra University of Central Lancashire (UCLan) har tatt for seg mysteriet om hvordan dette kan skje. I hovedsak viser arbeidet deres at det bare tar noen tusen år å få gassgiganter.
Studien, som nylig dukket opp i tidsskriftet Astronomi og astrofysikk, var arbeidet til Dr. Anthony Mercer og Dr. Dimitris Stamatellos fra UCLan Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics & Astronomy (JHI - MPA). Dr. Mercer, en astrofysikkleser med JHI - MPA, ledet forskningen under tilsyn av Dr. Stamatellos, som leder instituttets gruppe "Theoretical Star formation & Exoplanets".
Sammen studerte de hvordan planeter kunne dannes rundt røde dvergstjerner for å bestemme hvilken mekanisme som tillater dannelse av supermassive gassgiganter. I henhold til konvensjonelle modeller for planetdannelse, der den gradvise oppbyggingen av støvpartikler fører til gradvis større kropper, bør røde dvergsystemer ikke ha nok masse til å danne planeter av super-Jupiter-type.
For å undersøke dette avviket brukte Mercer og Dr. Stamatellos UK Distributt Research ved bruk av Advanced Computing (DiRAC) superdatamaskin - som forbinder fasiliteter ved Cambridge, Durham, Edinburgh og Leicester University - for å simulere utviklingen av protoplanetære plater rundt røde dvergstjerner. Disse roterende skivene med gass og støv er vanlige rundt alle nyfødte stjerner og er det som til slutt fører til planetdannelse.
Det de fant var at hvis disse unge platene er store nok, kan de fragmentere i forskjellige stykker, noe som vil samles sammen på grunn av gjensidig tiltrekningskraft til å danne gassgigantplaneter. Dette vil imidlertid kreve at planetene dannes i løpet av noen tusen år, en tidsskala som er ekstremt rask i astrofysiske termer. Som Dr. Mercer forklarte:
Det at planeter kan være i stand til å danne seg på så korte tidsskalaer rundt bittesmå stjerner er utrolig spennende. Arbeidet vårt viser at planetdannelse er spesielt robust: andre verdener kan dannes til og med rundt små stjerner på forskjellige måter, og planeter kan derfor være mer forskjellige enn vi tidligere trodde. ”
Forskningen deres indikerte også at disse planetene ville være ekstremt varme etter at de ble dannet, med temperaturer som når tusenvis av grader i kjernene. Fordi de ikke har en intern energikilde, vil de bli svakere over tid. Dette betyr at disse planetene ville være enkle å observere i den infrarøde bølgelengden når de fortsatt er små, men vinduet for direkte observasjon vil være lite.
Fortsatt kan slike planeter fortsatt observeres indirekte basert på deres innvirkning på vertsstjernen, som er slik planeter som kretser rundt røde dvergstjerner typisk har blitt funnet. Dette er kjent som Radial Velocity Method (aka. Doppler Spectroscopy), der endringer i stjernens spektre indikerer at den beveger seg, noe som er en indikasjon på at planeter utøver sin gravitasjonspåvirkning på den. Stamatellos lagt til:
Dette var første gang vi ikke bare kunne se planeter som ble dannet i datasimuleringer, men også bestemme de første egenskapene med detaljer. Det var fascinerende å oppdage at disse planetene er av den "raske og rasende" typen - de danner seg raskt og de er uventet varme. ”
Disse resultatene er ingenting om ikke betimelig. Nylig oppdaget astronomer en andre ekstrasolar planet rundt Proxima Centauri, den nærmeste stjernen til vår egen. I motsetning til Proxima b, som er jordstørrelse, steinete og bane i stjernens beboelige sone; Det antas at Proxima c er 1,5 ganger jordens størrelse, halvparten så massiv som Neptun (noe som gjør det til en mini-Neptun) og går i bane utenfor Proxima Centauris beboelige sone.
Når vi vet at det er en mulig mekanisme som gjør det mulig å danne gassgiganter rundt stjerner med røde dverger, setter vi et skritt nærmere å forstå disse helt vanlige, men fortsatt mystiske stjernene.
