Przejdź do głównej zawartości

Najmniejsza planeta, jaka mogłaby istnieć

Pod względem wielkości, nasze Słońce dalekie jest od bycia pospolitym, a większość gwiazd Drogi Mlecznej ma jedynie ułamek masy Słońca. Masy najmniejszych z nich, zwanych skrajnie chłodnymi karłami (UCD), wahają się pomiędzy 10 a 100 masami Jowisza (zaledwie 1-10% masy Słońca). Mimo niewielkich proporcji uważa się, że UCD stanowią około 15-30% całkowitej liczby gwiazd w naszej galaktyce.


W przypadku najmniejszych UCD (zwanych także brązowymi karłami) rozróżnienie pomiędzy gwiazdą a planetą może być dość płynne. Obiekty te są zbyt małe i zbyt zimne, aby spalać w swoich jądrach wodór w hel jak zwykłe gwiazdy. Zamiast tego uważa się, że są zdolne do syntezy deuteru lub litu. Ponieważ obiekty te są zasilane inaczej niż ich więksi kuzyni, powstające wokół nich dyski protoplanetarne prawdopodobnie także są różne. Formowanie się planet może zatem dać coś raczej egzotycznego.

Autorzy artykułu starają się lepiej zrozumieć, jakiego rodzaju planety mogą się tworzyć wokół tak maleńkich gwiazd. Do tego celu wykorzystali model syntezy populacji planet, aby przewidzieć, jak powinna wyglądać „przeciętna” planeta UCD. W samym sercu model syntezy populacji planet przewiduje takie właściwości, jak rozmiar, skład i orbity planet, na podstawie szeregu parametrów wejściowych związanych z gwiazdą macierzystą i dyskiem protoplanetarnym. Jest to bardzo dobry sposób na udzielenie odpowiedzi na pytania, takie jak: czy planety wokół UCD w ogóle mogą się tworzyć? Czy są skaliste czy gazowe? Jaki wpływ te odpowiedzi będą miały na nasze wątpliwości dotyczące procesów formowania się planet?

Na początku, autorzy modelują wzrost  kilku protoplanet osadzonych w dysku gazu, pyłu i kryształów. Gdy protoplanety gromadzą się w materii stałej (poprzez akrecję kryształów), oddziaływania grawitacyjne z dyskiem gazowym przyciągają planety bliżej gwiazdy. Podczas, gdy wokół modelowanego karła typu M tworzą się planety wielkości Ziemi, wokół brązowego karła planety nie rosną większe niż Mars.

Później naukowcy zbadali znacznie szerszy zakres warunków początkowych. W szczególności różnią się trzy właściwości: masa gwiazdy macierzystej, rozkład początkowy protoplanet oraz czy protoplanety powstały wcześniej i były masywne (gdy dysk był niestabilny grawitacyjnie) czy powstały później i były mniejsze (po tym, jak ilość gazu w dysku nieco się zmniejszyła).

Kluczową rzeczą wynikającą z symulacji jest to, że wszystkie planety, jakie będą się formować wokół UCD, nie będą większe niż Ziemia. Chociaż zespół dopuszcza nagromadzenie się gazu na planetach, odpowiednie do tego warunki nigdy nie są spełnione – nie ma tu egzo-Jowisza! W przypadku, gdy planety powstają poprzez zapadanie grawitacyjne, rozmiar powstałej planety skaluje się liniowo z rozmiarem gwiazdy macierzystej. Jeżeli jednak protoplanety powstają później, to skalowanie staje się znacznie bardziej ostre, a wokół brązowych karłów powstają absolutnie maleńkie planety.

Chociaż warunki w dyskach protoplanetarnych UCD są znacząco inne niż w ich bardziej masywnych odpowiednikach, formowanie się planet w tych układach wciąż wydaje się nieuniknione. Idea układów miniaturowych światów krążących wokół słabej, letniej, nieudanej gwiazdy może na początku wydawać się dziwnie egzotyczna, ale może wcale nie jest taka obca. W końcu mamy nieudaną gwiazdę otoczoną maleńkimi światami tutaj, w Układzie Słonecznym :) (chodzi o Jowisza).

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds