Ilustrație computerizată a unei stele binare. Credit imagine: Carnegie Institution. Faceți clic pentru a mări.
Noua lucrare teoretică arată că formarea planetei gigantice cu gaz poate apărea în jurul stelelor binare în același mod în care se produce în jurul unor stele singulare precum Soarele. Lucrarea este prezentată astăzi de Dr. Alan Boss, de la Departamentul de Magnetism Terestru al Instituției Carnegie (DTM), în cadrul reuniunii American Astronomical Society din Washington, DC. Rezultatele sugerează că planetele gigantice, cum ar fi Jupiter, și planetele locuibile ca Pământul ar putea fi mai răspândite decât se credea anterior. O lucrare care descrie aceste rezultate a fost acceptată pentru publicare în Astrophysical Journal.
„Avem tendința să ne concentrăm pe căutarea altor sisteme solare în jurul stelelor la fel ca Soarele nostru”, spune Boss. „Dar învățăm că sistemele planetare pot fi găsite în jurul tot felul de stele, de la pulsars până la pitici M cu doar o treime din masa Soarelui nostru.”
Două din fiecare trei stele din Calea Lactee este un membru al unui sistem de stele binare sau multiple, în care stelele orbitează în jurul celeilalte, cu separații care pot varia de la a fi aproape în contact (binare apropiate) la mii de ani-lumină sau mai mult (binare largi). Majoritatea binarelor au separații similare cu distanța de la Soare la Neptun (~ 30 UA, unde 1 AU = 1 unitate astronomică = 150 de milioane de kilometri - distanța de la Pământ la Soare).
Nu a fost clar dacă formarea sistemului planetar ar putea apărea în sistemele tipice de stele binare, în care forțele gravitaționale puternice de la o stea ar putea interfera cu procesele de formare a planetei din jurul celeilalte stele și invers. Lucrări teoretice anterioare au sugerat, de fapt, că stelele binare tipice nu vor fi capabile să formeze sisteme planetare. Cu toate acestea, vânătorii de planete au găsit recent o serie de planete gigantice pe gaz pe orbită în jurul stelelor binare cu o serie de separații.
Boss a constatat că, dacă încălzirea prin șoc rezultată din forțele gravitaționale din steaua însoțitoare este slabă, atunci planetele gigantice sunt capabile să se formeze în discuri care formează planeta în același mod ca și în jurul stelelor unice. Discul de formare a planetei ar rămâne suficient de rece pentru ca grăunțele de gheață să rămână solide și astfel să permită creșterea miezurilor solide care trebuie să atingă dimensiunea masei multiple a Pământului pentru ca mecanismul convențional de formare a planetei gigantice cu gaz (accreția de bază) să aibă succes.
Modelele lui Boss arată și mai direct că mecanismul alternativ de formare a planetei gigantice cu gaz (instabilitatea discului) se poate proceda la fel de bine în sistemele de stele binare ca în jurul stelelor unice și, de fapt, poate fi încurajat chiar de forțele gravitaționale ale celeilalte stele. . În noile modele ale lui Boss, discul de formare a planetei pe orbita în jurul uneia dintre stele este condus rapid să formeze brațe spiralate dense, în interiorul cărora se formează grupe auto-gravitate de gaz și praf și să înceapă procesul de contractare la dimensiuni planetare. Procesul este uimitor de rapid, necesitând mai puțin de 1.000 de ani pentru formarea de grupuri dense într-un alt disc fără caracteristici. Există o mulțime de locuri pentru ca planetele asemănătoare cu Pământul să se formeze mai aproape de steaua centrală după ce planetele gigantice cu gaze s-au format, în același mod se crede că se formează propriul nostru sistem planetar.
Boss subliniază: „Acest rezultat poate avea implicații profunde prin faptul că crește probabilitatea formării sistemelor planetare asemănătoare cu ale noastre, deoarece stelele binare sunt regula în galaxia noastră, nu excepția.” Dacă stelele binare pot adăposti sisteme planetare compuse din planete gigantice exterioare cu gaz și planete interioare similare Pământului, atunci probabilitatea altor lumi locuibile devine brusc de aproximativ trei ori mai probabilă - de trei ori mai multe stele ar putea fi gazde posibile pentru sistemele planetare. similar cu al nostru. Planurile NASA de a căuta și caracteriza planetele asemănătoare Pământului în următorul deceniu ar fi mult mai probabil să reușească.
Una dintre întrebările cheie rămase despre modelele teoretice este cantitatea corectă de încălzire prin șoc în discul care formează planeta, precum și întrebarea mai generală despre cât de rapid este în stare să se răcească discul. Boss și alți cercetători lucrează activ pentru a înțelege mai bine aceste procese de încălzire și răcire. Având în vedere dovezile observaționale în creștere pentru planetele gigantice cu gaze în sistemele cu stele binare, noile rezultate sugerează că încălzirea prin șoc pe discurile binare nu poate fi prea mare sau ar împiedica formarea planetei gigantice cu gaz.
Sursa originală: Comunicat de presă Carnegie
