Badacz być może rozwiązał zagadkę wędrujących planet

Wędrujące planety to obiekty o masie planetarnej, która nie jest związana grawitacją żadnej gwiazdy. Dlatego wędrują w przestrzeni międzygwiazdowej jako niezależne ciała. Jeśli te planety są tak tajemnicze, to dlatego, że tak trudno je wykryć: zwykłe metody wykrywania egzoplanet, takie jak metoda tranzytu, która wykorzystuje różnicę w natężeniu światła gwiazdy w celu ustalenia obecności obiektu na orbicie wokół niej , nie można zastosować do izolowanych obiektów. Tym samym do 2021 roku za pomocą pośrednich metod obserwacyjnych, m.in. Soczewki grawitacyjneSoczewki grawitacyjne. dwa Naukowcy astronomiiNaukowcy astronomii Dzięki metodom detekcyjnym udało się wówczas wykryć około 70 osobników PodczerwieńPodczerwieńCo otwiera drogę do badań statystycznych tych tajemniczych planet: czy w końcu dowiemy się, skąd pochodzą i jak powstają?

Dwa główne scenariusze szkoleniowe

Astronomowie na ogół rozważają dwa szerokie scenariusze powstawania tych wędrujących planet. Z jednej strony można ją uformować w taki sam sposób jak gwiazdę, czyli przez niąZapada sięZapada się Siła grawitacji obłoku molekularnego. W tym przypadku planeta składa się z A TematTemat Wygląda jak gwiazda (w zasadziewodórwodór IHelHel). Od gwiazdy różni się znacznie mniejszą masą, która nie pozwala na wywoływanie reakcji połączeniepołączenie W międzyczasie.

Gwiazda powstaje w wyniku zapadnięcia się grawitacyjnego obłoku molekularnego. Jeśli ilość materii jest bardzo mała, zapadnięcie się spowoduje powstanie planety o składzie podobnym do gwiazdy. © Edison Larousse

W drugim głównym scenariuszu łaziki powstałyby w taki sam sposób, jak większość planet: w dyskach protoplanetarnych krążących wokół młodych gwiazd. Zostałyby następnie wyrzucone z układu planetarnego w wyniku interakcji grawitacyjnych między różnymi planetami w układzie lub w wyniku interakcji grawitacyjnych z gwiazdami macierzystymi w układach podwójnych (układach, w których planety krążą wokół dwóch gwiazd). Te dwa scenariusze są tak samo prawdopodobne, jak każdy inny, a trudność pozostaje w określeniu roli każdego z nich w wyjaśnieniu obserwowanej populacji łazików.

Wydaje się, że w niedawnych badaniach pewien badacz znalazł sposób na rozróżnienie wędrujących planet na podstawie ich pochodzenia. W jego pracy, w fazie przed publikacją, ale dostępne w Internecie arXivAutor skupia się na wędrujących planetach wyrzuconych ze swoich macierzystych układów. Zwraca uwagę, że zgodnie z ogólnie przyjętymi modelami same interakcje grawitacyjne między różnymi planetami w układzie nie są w stanie wyjaśnić liczby zaobserwowanych łazików, i postanawia skupić się na Systemy binarneSystemy binarne (2 gwiazdki).

Bazując na znanym już astronomom układzie podwójnym TOI 1338, w którym znajduje się co najmniej jedna znana planeta krążąca wokół obu gwiazd, badaczka przeprowadziła różne symulacje, mające na celu obserwację zachowania planet w układzie. Wśród różnych zmiennych w ich symulacji znajdujemy masę Dysk protoplanetarnyDysk protoplanetarny Początkowa odległość między gwiazdami układu podwójnego lub płaszczyzny NieładNieład Dysk i masa dwóch gwiazd. Każda symulacja trwała około 10 milionów lat, czyli okres wystarczająco długi, aby uformował się młody układ planetarny.

Wyniki symulacji są jasne: układy podwójne rzeczywiście wytwarzają wędrujące planety, przy czym w każdej symulacji średnio od dwóch do siedmiu planet o masie większej niż wyrzucona Ziemia. Symulacje wykazały również, że zdecydowana większość wyrzuconych planet opuściła swój pierwotny układ w ciągu zaledwie 4 milionów lat, na długo przed rozproszeniem dysku protoplanetarnego.

Co więcej, wydaje się, że autor odkrył parametr, który może pomóc w ustaleniu pochodzenia konkretnej wędrującej planety. Zaobserwował to w swoich symulacjach Prędkości wyrzutuPrędkości wyrzutu Odsetek planet urodzonych w układach podwójnych był znacznie wyższy niż obserwowane współczynniki dyspersji gwiazd w obszarach gwiazdotwórczych. Ponadto prędkości wyrzutów planet wychodzących z układów podwójnych okazały się średnio trzykrotnie wyższe niż w przypadku planet wyrzuconych ze swoich układów w wyniku oddziaływań grawitacyjnych między samymi planetami. Zatem prędkość planety wędrującej w przestrzeni międzygwiazdowej może pomóc w ustaleniu jej pochodzenia!

Jeżeli jego symulacje wydają się dawać zadowalające wyniki, autor chciałby wskazać ograniczenia swojej pracy: symulacja uwzględnia tylko jeden układ podwójny, a różnorodność jest tak duża, że ​​nie da się go symulować przy użyciu obecnych narzędzi technologicznych. Jednakże praca ta może dać dobry pierwszy pogląd na pochodzenie obserwowanej wędrującej planety. Autor ma nadzieję, że w niedalekiej przyszłości uda mu się ustalić, czy istnieją różnice w składzie chemicznym pomiędzy różnymi wędrującymi planetami, aby wyciągnąć wnioski na temat ich możliwego pochodzenia.