Pesquisadores af Universidade af Lancashire opdagede, at planeter kan dukke op mere effektivt i de ydre områder af binære stjernesystemer end i kredsløb omkring isolerede stjerner. Konklusionen modsiger årtiers videnskabelig skepsis over for disse kaotiske miljøers reproduktive levedygtighed. Undersøgelsen brugte computersimuleringer til at modellere protoplanetariske diske, skyer af gas og støv, hvor verdener er født omkring par af unge stjerner.
Matthew Teasdale, hovedforfatter af forskningen, forklarede, at de to stjerners nærhed skaber en “forbudt zone”, hvor intense gravitationskræfter forhindrer enhver planetarisk dannelse. Fora fra denne farlige region er scenariet dog fuldstændig omvendt. Dimitris Stamatellos, medforfatter og professor i astrofysik ved det britiske universitet, udtalte, at “når først farezonen er overvundet, kan planeter dannes hurtigt og i stort antal.”
Como driver diske omkring dobbeltstjerner
Protoplanetariske diske i binære systemer opfører sig forskelligt i hver zone. Perto af de to stjerner, gør gravitationel turbulens miljøet umuligt for agglomerering af stof i planetlegemer. Conforme afstand øges, kaotiske kræfter falder betydeligt. Skiven kan derefter nå en tilstand af gravitationel ustabilitet, et fænomen, hvor materialet bliver så tæt, at det fragmenterer under sin egen vægt. Esse-mekanismen udløser den accelererede dannelse af flere planeter, især gasgiganter, der ligner Júpiter. “Nær en dobbeltstjerne er den simpelthen for voldsom til, at planeter kan dannes,” opsummerede Teasdale. “Men når vi bevæger os længere væk, bliver skiven et ideelt miljø for planetdannelse.”
Skæbnen for de verdener, der er skabt i disse regioner
Nem alle planeter genereret i binære systemer forbliver i stabil kredsløb. Tyngdekraftens kompleksitet af disse miljøer kan skubbe nogle verdener helt ud og gøre dem til vandrende planeter, der driver alene gennem det interstellare rum. Outros formår dog at etablere sig i kredsløb omkring stjerneparret, de såkaldte cirkumbinære planeter. Até I øjeblikket har astronomer katalogiseret mere end 50 exoplaneter, der kredser om to stjerner samtidigt. Vários af dem optager brede baner og holder betydelig afstand fra deres værtsstjerner, præcis som simuleringer forudsiger:
- Planetas cirkumbinære allerede opdaget overstiger 50 eksempler
- De fleste optager kredsløb langt fra de to primære stjerner
- Alguns er gasgiganter, i overensstemmelse med teoretiske forudsigelser
- Moderne Instrumentos kan nu registrere disse systemer
- Nylige Descobertas validerer beregningsmodeller fra det sidste årti
Implicações til verdener som Tatooine
Undersøgelsen åbner op for perspektiver for søgningen efter exoplaneter med fiktive karakteristika, der ligner Luke Skywalker-planeten, i Star Wars-serien. Mundos, der kredser om to sole som Tatooine, kan være “meget mindre sjælden, end vi havde forestillet os”, som forskerne antydede. Durante årtier betragtede det videnskabelige samfund binære systemer for at være fjendtlige og usandsynlige miljøer til at huse planeter. Agora, simuleringer tyder på det modsatte i de ydre regioner. Essas skift i perspektiv kan forklare den hyppighed, hvormed astronomer har fundet cirkumbinære exoplaneter i nyere observationsdata.
Tecnologia i stand til at observere fragmentering
Forskningsresultatet åbner nye veje for astronomisk observation med høj præcision. Kraftige Instrumentos’er som ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), placeret ved Chile, har tilstrækkelig følsomhed til at detektere protoplanetariske diske omkring binære stjerner. Telescópio Espacial James Webb, nu operationel, kan analysere den kemiske sammensætning og struktur af disse diske. Snart vil underkonstruktionen Telescópio Extremamente Grande give astronomer mulighed for ikke kun at observere disse planetdannende skiver, men potentielt være vidne til processen med gravitationel fragmentering i næsten realtid. Essas observationsevner repræsenterer et kvalitativt spring i forståelsen af planetarisk dannelse i eksotiske sammenhænge.
Forskningen blev offentliggjort den 27. april i tidsskriftet Monthly Notices fra Royal Astronomical Society, en af de mest prestigefyldte astronomipublikationer i verden. Arbejdet omfatter detaljerede simuleringer af de dynamiske processer, der sker i de første millioner år af et dobbeltstjernesystems liv. Teasdale og Stamatellos samarbejdede med andre forskere for at validere resultaterne gennem flere beregningsteknikker og sammenligninger med eksisterende observationsdata. Det internationale astronomiske samfund er allerede begyndt at diskutere konsekvenserne af resultaterne for fremtidige observationsprogrammer og søgninger efter exoplaneter.