Sledujeme, ako sa neúspešná hviezda mení na obrovskú planétu

Na niektorých úrovniach je tvorba hviezd a planét jednoduchá: vznikajú tam, kde je viac vecí. Preto, zatiaľ čo surovinou pre hviezdu môže byť difúzny oblak plynu, distribúcia tohto plynu nie je úplne rovnomerná. V priebehu času gravitačná sila niektorých hmotnejších oblastí vtiahne viac materiálu, čo nakoniec povedie k dostatočnému množstvu hmoty na vytvorenie hviezdy. alebo dve – v mnohých prípadoch sa vytvorí viac ako jedna koncentrácia látky; V ostatných prípadoch sa jedna koncentrácia rozdelí na dve. Planéty sa tiež formujú tam, kde je hmota, pričom sú generované diskom materiálu, ktorý napája tvoriacu sa hviezdu.

Aj keď to môže byť vo všeobecnosti pravda, sú s tým určité problémy. Po prvé, neexistuje jasná deliaca čiara medzi menšími hviezdami, ako sú hnedí trpaslíci, a obrovskými planétami, ktoré sme nazvali super-Jupitery. A hŕstka planét, ktoré sa nám podarilo priamo zobraziť, sa zdá, že obieha ďaleko od svojej hostiteľskej hviezdy, kde by nemalo byť veľa hmoty, ktorá by poháňala ich formovanie.

Tento týždeň astronómovia oznámili zobrazenie super-Jupitera ďaleko od hviezdy, ktorá, ako sa zdá, obieha. To naznačuje, že planéty sa pravdepodobne vytvorili procesom, ktorý zvyčajne produkuje hviezdy, a nie procesom, ktorý produkuje plynné obry, ako je Jupiter.

sledujeme ťa

Spomínaná hviezda sa nazýva AB Aurigae, veľmi mladá hviezda, ktorá sa nachádza asi 500 svetelných rokov od Slnka. Je pokrytá oblakom plynu, z ktorého časť ešte pravdepodobne spadne do hviezdy. V diaľke je oblak prachu. Tento oblak sa považuje za dobrého kandidáta na formovanie planét z niekoľkých dôvodov. Po prvé: Prach sa vyčistil z oblasti blízko hviezdy. Po druhé: plyn vo vnútornom disku bol pôsobením gravitácie vytvarovaný do špirálových ramien.

Tím výskumníkov použil Telescope Timing na hľadanie planét v AB Aurige. A zdá sa, že výskumníci zistili, že vo vzdialenosti asi 100 astronomických jednotiek od AB Aurigae (každá AU je špecifická vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom), teraz nazývaná AB Aurigae b. To je viac ako dvojnásobok vzdialenosti medzi Slnkom a Plutom. Toto umiestnenie umiestni AB Aurigae b do prachového prstenca a do polohy, kde by mal byť schopný vytvoriť viditeľné špirálové ramená v prachu a medzihviezdnom plyne. Musí byť tiež mimo oblasti, kde je hustota hmoty dostatočne vysoká na to, aby mohla hostiť normálnu tvorbu planét.

Pohľad cez archívy obrázkov naznačuje, že sme našli známky toho, že planéta tam bola už nejaký čas. Obrázky jasne ukazujú, že AB obieha okolo Aurigae b.

Výskumníci použili modelovanie na určenie veľkosti planéty, ktorá môže produkovať svetlo, ktoré sme videli prichádzať z AB Aurigae b. Modely naznačujú, že aj keď je pravdepodobné, že planéta bude stále rásť, už má najmenej štyrikrát väčšiu hmotnosť ako Jupiter. Alternatívny prístup k modelovaniu naznačuje, že je pravdepodobne deväťkrát väčšia ako hmotnosť Jupitera. V každom prípade planéta určite zapadá do kategórie super-Jupiter.

Zobrazovanie tiež ukazuje niektoré slabé objekty, ktoré sú podobné AB aurigae b, ale ešte ďalej (430 a 580 AU). Môžu to byť ďalšie planéty, ale na potvrdenie toho potrebujeme ďalšie pozorovania.

Čo sa tu deje?

Tak čo sa tu deje? Bližšie k hostiteľskej hviezde sa predpokladá, že plynní obri vznikajú z narastania veľkého skalnatého jadra, ktoré potom začne vťahovať plyn. To pridáva na hmote rastúcej planéty a ďalej zvyšuje jej rast. Tento nekontrolovaný rast je prerušený, pretože plyn, ktorý ho dodáva, je nakoniec odfúknutý žiarením mladej hviezdy.

Pri tu pozorovaných vzdialenostiach však tento proces pravdepodobne nebude fungovať. Zatiaľ čo viac plynu by sa malo držať dlhší čas, materiál nemá dostatočnú hustotu na vytvorenie veľkého jadra. Utekajúci vývoj sa nikdy nezačne.

Striedanie je podobné procesu, ktorý vytvára dvojhviezdny systém. Náhodné kolísanie množstva materiálu spôsobuje koncentráciu hmoty, ktorá pôsobí podobne ako skalné jadro. A keďže miesto formovania je ďaleko od hviezdy, existuje šanca, že proces evolúcie bude pokračovať dlhú dobu, čo povedie k vytvoreniu Super-Jupitera.

Prírodná astronómia, 2022. DOI: 10.1038/s41550-022-01634-x ,O DOI,