Forsker ser beviser for planetdannelse i smalle ringe af andre solsystemer

Smalle tætte ringe af kometer samles for at danne planeter i udkanten af ​​mindst tre fjerne solsystemer, astronomer har fundet i data fra et par NASA-teleskoper.

At estimere massen af ​​disse ringe ud fra mængden af ​​lys, de reflekterer, viser, at hver af disse udviklende planeter er mindst på størrelse med nogle få Jorder, ifølge Carey Lisse, en planetarisk videnskabsmand ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland.

I løbet af de sidste par årtier, ved hjælp af kraftfulde NASA-observatorier såsom Infrared Telescope Facility på Hawaii og Spitzer Space Telescope, Forskere har fundet en række unge affaldsskiver med tynde, men lyse ydre ringe sammensat af kometlignende kroppe på 75 til 200 astronomiske enheder fra deres moderstjerner - omkring to til syv gange afstanden fra Pluto fra vores egen sol. Sammensætningen af ​​materialet i disse ringe varierer fra isrig (set i Fomalhaut- og HD 32297-systemerne) til isfattige, men kulstofrige (HR 4796A-systemet).

Præsenterer sine resultater i dag ved American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences møde i Provo, Utah, Lisse sagde, at forskere er særligt fascinerede af den røde støvring omkring HR 4796A, som viser usædvanlig stram form for et spædbarns solsystem.

Lisse sporer den ekstreme røde farve til de udbrændte stenede organiske rester af kometer, et resultat af, at systemets ring er tæt nok på stjernen til, at de alle er kogt af. Forskerne ser ikke rødt ringstøv i Fomalhaut eller HD 32297, men i stedet se normalt blåligt kometstøv indeholdende is - fordi disse systems ringe er langt nok ude til, at deres kometer er kolde og for det meste stabile.

"De snævre rammer af disse ringe er stadig et stort puslespil - man ser ikke typisk denne form for stram rækkefølge i så ungt et system, sagde Lisse. Normalt materiale bevæger sig alle veje, før et exoplanetarisk system bliver renset ud og sætter sig, så planetlegemer sjældent krydser hinandens vej, som i vores nuværende solsystem."

Efter at have elimineret andre muligheder på grund af manglen på primordial circumstellar gas set i disse systemer, Lisse og hans medforfattere har tilskrevet den stramme struktur til flere sammensmeltende kroppe, der "hyrder" materiale gennem ringene.

"Kometer, der styrter ned på disse voksende planetoverflader, ville sparke enorme skyer op af hurtigt bevægende, udstødt 'byggestøv, ' som ville sprede sig over systemet i enorme skyer, " sagde Lisse. "Den eneste tilsyneladende løsning på disse problemer er, at flere miniplaneter samler sig i disse ringe, og disse små kroppe, med lave kick-up hastigheder, hyrder ringene til smalle strukturer - meget på samme måde som mange af Saturns smalle ringe er fokuserede og skærpede."

Dette er et paradigmeskifte, han tilføjede, fordi i stedet for at bygge en planet fra én stor byggeplads, det kommer fra mange små, som i sidste ende vil fusionere deres arbejde til det endelige produkt. Nylige undersøgelser har givet lignende teorier om dannelsen af ​​de gigantiske gasplaneter Uranus og Neptun, at hver havde flere "underkerner", der til sidst blev dækket af tykke atmosfærer.

I Fomalhaut og HD 32297, forskere forventer, at millioner af kometer bidrager til at danne kernerne af isgigantiske planeter som Uranus og Neptun - dog uden de tykke atmosfærer, der omslutter Uranus og Neptuns kerner, da de oprindelige gasskiver, der ville danne sådanne atmosfærer, er væk. I HR 4796A, med sin varmere støvring, selv den is, der normalt findes i ringenes kometer, fordampede i løbet af de sidste millioner år eller deromkring, efterlader kernebyggesten, der kun er rige på rester af kulstof og stenede materialer.

"Disse systemer ser ud til at bygge planeter, vi ikke ser i vores solsystem - store multi-jordiske masse med varierende mængder af is, sten og ildfaste organiske stoffer, " sagde Lisse. "Dette ligner meget den forudsagte opskrift på superjorderne set i overflod i Kepler-planetundersøgelsen."

"Der skal stadig ske meget, selvom, før disse ringe kunne blive til planeter på størrelse med gasgiganterne, " fortsatte han. "Hvorfor det tager så lang tid at lave ydre planeter i disse systemer - efter at deres oprindelige gasskiver er blevet fjernet - er et stort mysterium."