Forskere undersøger affaldsdisk i et nærliggende planetsystem

(Phys.org) – Astronomer har for nylig præsenteret nye resultater af observationer af et nærliggende planetsystem kendt som 61 Virginis (eller 61 Vir for kort). Observationerne var fokuseret på at undersøge systemets affaldsskive, som kunne rumme mange spor til naturen af ​​planetarisk dannelse ud over vores solsystem. Undersøgelsen er tilgængelig i et papir offentliggjort den 4. maj på arXiv pre-print repository.

61 Vir er en G-type, 4,6 milliarder år gammel hovedsekvensstjerne på størrelse med vores sol, placeret cirka 28 lysår væk. Stjernen vides at være kredset af mindst tre planeter, der er fem, 18 og 23 gange mere massiv end Jorden. En af de mest spændende funktioner ved dette system er en affaldsskive, der strækker sig fra 30 til mindst 100 AU fra stjernen.

Affaldsskiver er skyer af planetesimaler og støv, der findes i kredsløb omkring mange stjerner. At studere sådanne diske kunne forbedre vores forståelse af planetdannelse og migrationshistorien for planeter i planetsystemer. Med dette mål for øje, et hold af astronomer ledet af Sebastian Marino fra University of Cambridge i Storbritannien, har udført observationer af 61 Virs affaldsskive ved hjælp af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile. Disse observationer blev suppleret med data fra Submillimeter Common-User Bolometer Array 2 (SCUBA2) installeret i James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) ved Mauna Kea Observatory på Hawaii.

"I denne avis, vi præsenterer de første observationer af 61 Vir med ALMA på 0,86 mm, opnået med det formål at studere dens affaldsskive for at afsløre placeringen af ​​de overordnede planetesimaler, og lægge begrænsninger på tilstedeværelsen af ​​planeter ved store adskillelser, der kan forme massefordelingen i skiven. (…) For at opnå de bedste diskbegrænsninger, i vores analyse kombinerer vi nye ALMA bånd 7 observationer og nye data ved 0,85 mm fra SCUBA2 installeret på JCMT, dermed, inkorporerer information fra små og store vinkelskalastrukturer, " skrev forskerne i avisen.

Den nye undersøgelse afslører, at affaldsskiven er større end tidligere antaget. Marinos team fandt ud af, at det strækker sig fra 30 til mindst 150 AU. Kombinerede ALMA- og SCUBA2/JMCT -observationer viser også, at den samlede skiveemission ved 0,86 mm er omkring 3,7 mJy, og disken har en overfladetæthedsfordeling af millimeterstore korn med en power law -hældning på cirka 0,1.

I øvrigt, forskerne antager, at en endnu uset fjerde planet kan gemme sig et sted i systemet mellem 61 Vir d ved 0,5 AU og den indvendige kant af skiven. De hævder, at hvis skiven blev omrørt ved 150 AU af en ekstra planet, den usete fremmede verden bør have en masse på mindst 10 jordmasser og bør kredse om sin vært i en afstand mellem 10 og 20 AU.

"Vi fandt ud af, at for at have rørt skiven ud til 150 AU, planeten skal være mere massiv end 10 jordmasser og en halvstor akse mellem 10 og 20 AU, hvis den har en excentricitet lavere end 0,1. Ellers, for højere excentriciteter, det kunne have en lavere masse og en semi-hovedakse mellem 4 og 20 AU, " konkluderede holdet.

© 2017 Phys.org