Outo sisältä ulospäin planeettajärjestelmä on saattanut muodostaa yhden maailman kerrallaan

 

Kuva: ESA.

Joel Kontinen

Läheisen tähden ympärillä olevat planeetat näyttävät olevan väärässä järjestyksessä, mikä viittaa siihen, että ne muodostuivat eri mekanismilla, kuin millä useimmat järjestelmät kasvavat.

Mutta evoluutio ei selitä, miksi planeetat eivät noudata darvinistien luotettavana pitävää planeetan muodostumista: ensin pienet planeetat aurinkoa lähellä, sitten kaukana isot Jupiterin kaltaiset kaasujättiläiset.

Tähtitieteilijät ovat löytäneet planeettajärjestelmän, joka näyttää muodostuneen sisältä ulospäin. Vaikka useimmissa järjestelmissä, kuten omassamme, kiviplaneetat ovat lähinnä tähtiään ja kaasumaiset kauempana, LHS 1903 -järjestelmän reunalla on kivinen maailma, joka haastaa vakiintuneet planeettojen muodostumismallit.

Järjestelmän neljästä planeetasta uloin ei ollut heti havaittavissa Transiting Exoplanet Survey Satellite -satelliitin alustavissa havainnoissa – näiden ensimmäisten mittausten avulla tutkijat pystyivät tunnistamaan yhden tähden lähellä olevan, hieman Maata suuremman kiviplaneetan sekä kaksi hieman Neptunusta pienempää kaasuplaneettaa sen takana. Mutta kun Ryan Cloutier McMasterin yliopistosta Hamiltonissa, Kanadassa, ja hänen kollegansa seurasivat järjestelmää kahdeksan muun observatorion avulla, he havaitsivat paljastavia merkkejä neljännestä maailmasta, joka on hieman suurempi kuin järjestelmän toinen kiviplaneetta.

Tämä kiviplaneetta, joka on kauempana tähdestä kuin sen kaasumaiset sisarukset, oli odottamaton. "Nämä järjestelmät eivät ole ennenkuulumattomia, mutta ne ovat harvinaisia ​​– ja järjestelmät, joilla on tämä ainutlaatuinen arkkitehtuuri ja joita voimme karakterisoida yksityiskohtaisesti, ovat erittäin harvinaisia", Cloutier sanoo.

Useimpien järjestelmien uskotaan muodostavan kaikki planeettansa suunnilleen samaan aikaan samasta pöly- ja kaasukiekosta. Planeettojen koot ja koostumukset riippuvat siitä, missä ne muodostuivat kiekon sisällä ja mitä tapahtumia, kuten törmäyksiä muiden maailmojen kanssa, niille tapahtui myöhemmin. LHS 1903 -järjestelmän kohdalla tuo malli ei kuitenkaan toimi.

Nämä yksityiskohdat, mukaan lukien planeettojen koot ja se tosiasia, että ne kaikki kiertävät tähteään alle 30 Maan päivän jaksoissa, mahdollistivat tutkijoille mallien testaamisen siitä, miten nämä planeetat ovat saattaneet muodostua. "Yhden planeetan luominen voidaan tehdä useilla mekanismeilla, mutta kun on luotava neljä erilaista, voidaan alkaa erottaa eri malleja toisistaan", sanoo Solène Ulmer-Moll Leidenin yliopistosta Alankomaista. "Olemme löytäneet mallin, joka voi selittää ne kaikki."

Useimpien järjestelmien uskotaan muodostaneen kaikki planeettansa suunnilleen samaan aikaan samasta pöly- ja kaasukiekosta. Planeettojen koot ja koostumukset riippuvat siitä, missä ne muodostuivat kiekon sisällä ja mitä tapahtumia, kuten törmäyksiä muiden maailmojen kanssa, niille tapahtui myöhemmin. LHS 1903 -järjestelmän kohdalla tuo malli ei kuitenkaan toimi.

Jos LHS 1903:n planeetat syntyivät perinteisellä tavalla, uloimman olisi pitänyt muodostua paksun kaasukuoren kanssa, kuten kahden keskimmäisen. Tuo ilmakehä olisi voinut kadota törmäyksen tai säteilypommituksen seurauksena, mutta tutkijoiden simulaatiot osoittavat, että tällainen prosessi olisi myös poistanut kaasua toiselta tai molemmilta sisäplaneetoilta.

"Ulommaisen planeetan muokkaaminen on todella vaikeaa vaikuttamatta niihin kaasumaisiin planeettoihin, jotka ovat lähempänä tähteä", Cloutier sanoo. Mutta järjestelmän kiertoratadynamiikka tekee erittäin epätodennäköiseksi, että mikään planeetoista ei olisi syntynyt samasta kiekosta.

Cloutier ja hänen tiiminsä havaitsivat, että todennäköisin tapa tämän järjestelmän syntymiselle on prosessi, jota kutsutaan "sisältä ulos" -planeetanmuodostukseksi. Tässä yksi planeetta muodostuu ja sitten siirtyy sisäänpäin kohti tähteä tehden tilaa seuraavalle planeetalle ja niin edelleen. Tämä vie aikaa, joten planeetat syntyvät eri ympäristöissä protoplanetaarisen kiekon kehittyessä. "Tuo viimeinen planeetta, jos se kestää tarpeeksi kauan, on muodostunut ympäristössä, jossa ei ole saatavilla kaasua", Cloutier sanoo. Tämä järjestelmä osoittaa, kuinka monimuotoisia planeettojen muodostumisprosessit maailmankaikkeudessa voivat olla, hän sanoo.

Lähde:

Leah Crane 2026 Weird inside-out planet system may have formed one world at a time | New Scientist 12.2.