Umyka nam cała populacja gazowych olbrzymów w pobliżu gwiazd podobnych do Słońca

Nowe modele powstawania planet opracowane przez Alana Bossa z Carnegie wskazują, że może istnieć cała nieznana jeszcze dotąd populacja gazowych olbrzymów krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca w odległościach podobnych do odległości Jowisza czy Saturna od Słońca. Wyniki prac Bossa opublikowane zostały w najnowszym wydaniu periodyku The Astrophysical Journal.

Populacja egzoplanet odkrywanych w ramach aktualnie trwających projektów poszukiwania planet rośnie bez przerwy. Odkrycia tego typu mogą pomóc naukowcom udoskonalić modele, które przewidują gdzie powinniśmy szukać kolejnych planet.

Planety przewidywane przez Bossa w ramach jego ostatnich badań mogą skrywać w sobie klucz do rozwiązania odwiecznych pytań o miejsce powstania gazowych olbrzymów w Układzie Słonecznym.

Jedna z teorii mówi, że gazowe olbrzymy powstają tak samo jak planety skaliste – w procesie powolnej akrecji materii skalistej z rotującego dysku – aż do momentu, w którym obiekt posiada wystarczającą masę, aby grawitacyjnie przyciągnąć do siebie rozległą otoczkę gazu, która okryje stałe jądro. Z kolei druga teoria mówi o tym, że gazowe olbrzymy formują się dosyć szybko gdy gaz dysku zaczyna skupiać się w ramionach spiralnych, w których masa i gęstość rosną, aż zaczynają się tworzyć zagęszczenia gazu, które z czasem kondensują się w zalążki gazowych olbrzymów.

 

 

Jednym z problemów pierwszej opcji zwanej akrecją jądra jest fakt, że nie potrafi ona wyjaśnić w jaki sposób mogłyby powstać gazowe olbrzymy w większej niż określona odległość od gwiazdy macierzystej – zjawisko, które zaobserwowali już niektórzy poszukiwacze planet. Niemniej jednak, modele drugiej teorii – tzw. niestabilności dysku wskazują na formowanie się planet w odległości od 20 do 50 jednostek astronomicznych od gwiazdy.

Zważając na obecność gazowych olbrzymów na tak odległych orbitach, za proces tworzenia przynajmniej niektórych planet musi odpowiadać niestabilność dysku lub jakaś jego odmiana –tłumaczy Boss. Tak czy inaczej nie wiemy jak na razie czy niestabilność dysku może doprowadzić do powstawania gazowych olbrzymów w mniejszych odległościach od gwiazdy.

Aby dowiedzieć się czy gazowe olbrzymy mogą powstawać bliżej swoich gwiazd macierzystych Boss wykorzystał swoje narzędzia do modelowania i przyjrzał się procesowi ochładzania dysku protoplanetarnego. Przeprowadzone przez niego symulacje wskazują, że może istnieć w dużej mierze niezbadana populacja gazowych olbrzymów krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca w odległości 6-16 jednostek astronomicznych. (Dla porównania Jowisz znajduje się w odległości zaledwie 5 jednostek astronomicznych, a Saturn – 9 jednostek astronomicznych od Słońca.)

Źródło: Carnegie Institution for Science