2019.05.15.

Miért van annyi szuperföld túl közel az anyacsillagához?

Ahogy növekedik a felfedezett exobolygók mennyisége, úgy nőnek a velük kapcsolatos kérdéseink is. Az eddig talált bolygórendszerek nem igazán hasonlítanak a mi Naprendszerünkre, főként abban térnek el, hogy a mi Naprendszerünkből hiányzó nagyméretű kőzetbolygók, az ún. szuperföldek szinte mind az anyacsillagukhoz rendkívül közel keringenek, s nagyon rövid, néhány napos a keringési idejük. Mivel a naprendszerek születésekor a protoplanetáris korongban a csillag közelében egy hézag van, s az észlelt szuperföldek pont ebbe a hézagba kerülnek bele, ahol nem szabadna lenniük, kérdés az, hogy miként kerülnek mégis oda?

Egy amerikai-brazil kutatócsoport erre próbált választ keresni, s úgy tűnik, sikerült is közelebb jutniuk az igazsághoz. Számtalan esetben a szuperföldeket olyan közelségben észlelte a Kepler űrtávcső, ahol a fizikai lehetőségek nem adottak ahhoz, hogy egy kőzetbolygó, főként nem a megfigyelteknek megfelelő nagyságú összeálljon. Ez arra enged következtetni, hogy a szuperföld a napjától távolabb keletkezhetett, s később sodródott csak a közeli pályára valamilyen ismeretlen erőhatás miatt.
Ahhoz, hogy kiderítsék, mi okozhatja ezt a sodródást, számítógépes szimulációkat készítettek a távoli naprendszerek kialakulásának folyamatairól, számtalan különböző kiindulási adattal, mint a bolygócsírák összetétele, mérete, elhelyezkedése, 200 ilyen elképzelhető felállás sorsáról készült szimuláció.

A bolygókeletkezést követően az ütközések, pályamódosulások során apránként szinkronizálódott a bolygók mozgása, s szépen sorba rendeződtek, miközben egyre közelebb vándoroltak a napjukhoz. A napjához legközelebb kerülő bolygó, ha nem volnának vele együtt mozgó „testvérei”, megállt volna egy bizonyos távolságon, ám a többi bolygó olyan hatással volt e legbelsőbbik mozgására, hogy az képes volt átlépni ezt a határvonalat. A szuperföld így a bolygótestvérei hatására tudott belépni abba a zónába, ahol a Kepler űrtávcső észlelései alapján is látszanak ezek a nagy kőzetbolygók. A szimulációk során tehát létrejött az a típusú, a mienktől eltérő naprendszer, amelyeket az észlelések során eddig láttunk. Az is kiderült, hogy a vándorlás időtartama attól függ, mennyi a protoplanetáris korongban a kiinduláskor a fémek mennyisége, a fémszegény helyzetekben kevesebb bolygócsíra keletkezik, ezek ritkábban is ütköznek, s a napjukhoz közeledés folyamata is lényegesen lassabb.

A kutatók megjegyzik, hogy természetesen lehetnek egészen más magyarázatok is, ám a modellfutásaik így is sokban hasonlítanak a Kepler által észlelt exobolygó-eloszláshoz. Mivel a naprendszerek kialakulásakor számtalan olyan eltérő körülmény is lehet, amelyeket nem lehetett a modellszámítások során figyelembe venni, és mivel több kiindulási adat feltételezéseken alapulva került a modellekbe, a bizonytalansága is nagy az eredményeknek. Ilyen például az, hogy a bolygók kialakulását követően mennyire instabil a naprendszer, s mennyi ütközés zajlik benne, s az, hogy mennyi időn át maradhatnak szinkronban a bolygómozgások egymással. Emellett vannak a Kepler listáján olyan ultrarövid keringésű bolygók is, amelyek 1-2 nap alatt kerülik meg a csillagukat, ilyeneket viszont nem tudtak a modellfutásokkal produkálni, 2 napos volt a legrövidebb keringési idő, amit az eredmények mutattak. Ez több okból is lehetséges, hiszen számos adatot nem vizsgáltak a kiindulási feltételek között, de a modell finomításával talán az eltérések is el fognak tűnni.
A szimulációk alapján a Kepler által látott bolygók keringési adatainak jó részére magyarázat születhetett, ami, ha nem is tökéletes, jó kiindulási alapot ad a részletesebb modellezésekhez.

A kutatásról a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society április 8-án számolt be, nyomtatásban a júliusi számban találkozhatunk majd a tanulmánnyal. Összefoglalót a Penn State University oldalán olvashatunk a kutatásról.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: