Nesten alle de ekstrasolære planetene som er oppdaget hittil har vært enorme, av Jupiter-størrelse og over. Spørsmålet er: kunne mindre, jordstore planeter vare i de samme stjernesystemene? Forskere opprettet en simulering der ørsmå planeter ble satt inn i samme system som større planeter for å se om de kunne samle nok materiale til å bli like stort som jorden. De fant ut at ett nærliggende system - 55 Cancri - kunne ha dannet landplaneter, med betydelig vann i den beboelige sonen.
Den stadige oppdagelsen av gigantiske planeter som kretser rundt andre stjerner enn solen vår, har økt spekulasjonene om at det kan være jordarter av verden i nærliggende planetariske systemer som er i stand til å opprettholde livet. Nå har forskere som kjører datasimuleringer for fire systemer i nærheten som inneholder gigantiske planeter på størrelse med Jupiter, funnet en som kunne ha dannet en jordlignende planet med de rette forholdene for å støtte livet.
Et andre system har sannsynligvis et belte med steinete kropper på størrelse med Mars eller mindre. De to andre, modellene viser, har ikke de rette forutsetningene for å danne en jordstørrelse planet. Hvert system ligger innenfor 250 lysår fra Jorden (et lysår er omtrent 5,88 billioner miles). Astronomer har allerede funnet bevis på at hvert system inneholder minst to gigantiske planeter om massen til Jupiter, som har vandret nær stjernene sine, kanskje like nær som Merkur er til solen.
For hvert av de fire systemene gjennomførte forskerne 10 datastyrte simuleringer som plasserte små planetembryoer, eller protoplaneter, i systemet for å se om de klarer å samle mer materiale og danne en ekte planet på jordens størrelse. Hver simulering antok de samme forholdene i planetarsystemet bortsett fra at posisjonen og massen til hver protoplanet ble endret litt, sa Sean Raymond, en postdoktor ved University of Colorado, som deltok i arbeidet mens han var astronomdoktorand ved University of Washington.
Raymond er hovedforfatter av en artikkel som beskriver forskningen som ble publisert i juni i Astrophysical Journal. Medforfattere er Rory Barnes, en postdoktor ved University of Arizona som også deltok i arbeidet mens en UW astronomidoktorand, og Nathan Kaib, en UW doktorgradsstudent i astronomi. Arbeidet ble finansiert av National Aeronautics and Space Administration, NASAs Astrobiology Institute og National Science Foundation.
"Det er spennende at modellene våre viser en beboelig planet, en planet med masse, temperatur og vanninnhold lik Jordens, kunne ha dannet seg i et av de første ekstrasolare flerplanettsystemene som ble oppdaget," sa Barnes.
Nyere studier viser at mange kjente ekstrasolare planetariske systemer har regioner som er stabile nok til å støtte planeter som strekker seg fra jordens masse til Saturn. UW-modellene testet planetdannelse i systemer som ble kalt 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 og HD 74156. Forskerne antok at systemene er komplette og banene til deres gigantiske planeter er godt etablert. De antok også forhold som kan tillate dannelse av små kropper som kan utvikle seg til steinete, jordlignende planeter.
I modellene plasserte forskerne måneformede planetembryoer mellom gigantiske planeter og lot dem utvikle seg i 100 millioner år. Med disse antagelsene fant de jordiske planeter som lett ble dannet i 55 Cancri, noen ganger med betydelig vann og baner i systemets beboelige sone. De fant at HD 38529 sannsynligvis vil støtte et asteroidebelte og mindre eller mindre organer i Mars, men ingen markbaserte planeter. Ingen planeter dannet i HD 37124 og HD 74156.
"Det som overrasket meg mest var å se systemet som bare dannet planeter på størrelse med Mars eller mindre," sa Raymond. "Alt som ble for stort ville være ustabilt, så det var en ansamling av mange mindre protoplaneter, kanskje en tidel av jordens størrelse"
Det var viktig, sa Kaib, at modellene viste forholdene kunne forbli stabile nok i 100 millioner år, slik at et planetarisk embryo ville ha en sjanse til å samle mer stoff og utvikle seg til en kropp på månen eller Mars. "I det tidlige systemet vårt, er det sannsynligvis slik det indre solsystemet vårt så ut, med hundrevis av kropper som har størrelse," sa han
Ekstrasolære planeter har blitt oppdaget med økende frekvens de siste årene på grunn av teknikker som oppdager gigantiske planeter etter gravitasjonseffekten på forelderstjernene. Det er usikkert hvordan de gigantiske planetene utvikler seg, men de antas å danne seg langt borte fra vertsstjernene og deretter migrere innover, presset av gassskivene de dannet seg fra. Hvis migrasjonen skjer sent i systemutviklingen, kan de gigantiske planetene ødelegge det meste av materialet som trengs for å bygge jordlignende planeter, sa Raymond. Han bemerket at selv om tilstedeværelsen av gigantiske planeter er ganske godt etablert, vil det ta litt tid før det er mulig å oppdage mye mindre jordstore planeter rundt andre stjerner.
For et nytt nyere papir kjørte Raymond mer enn 450 datasimuleringer for å kartlegge gigantiske planetbaner som lar jordlignende planeter danne seg. Hvis en gigantisk planet er for nær, vil den forhindre at steinete materiale samles inn i en jordstor planet. Denne studien viste at bare rundt 5 prosent av de kjente kjempeplanet-systemene sannsynligvis har jordlignende planeter. Men på grunn av lange observasjonstider og sensitivt utstyr som er nødvendig for å oppdage planeter på størrelse med Saturn og Jupiter, er det mulig det kan være mange planetariske systemer som våre i denne galaksen, sa han.
Originalkilde: UW News Release
