Vi har fundet en exo-planet med en ekstraordinær excentrisk bane

Opdagelsen af ​​en planet med en meget elliptisk bane omkring en gammel stjerne kunne hjælpe os med at forstå mere om, hvordan planetsystemer dannes og udvikler sig over tid.

Den nye planet, HD76920b, er fire gange Jupiters masse, og kan findes omkring 587 lysår væk i den sydlige konstellation Volans, den flyvende fisk. På det fjerneste, den kredser næsten dobbelt så langt fra sin stjerne, som Jorden gør fra solen.

Detaljer om planeten og dens opdagelse offentliggøres i dag. Så hvordan passer dette ind i planetdannelsesfortællingen, og er planeter som den almindelige i kosmos?

Solsystemet

Før den første eksoplanetfund, vores forståelse af, hvordan planetsystemer blev dannet, kom fra det eneste eksempel, vi havde på det tidspunkt:vores solsystem.

Tæt på solen kredser fire stenede planeter - Merkur, Venus, Jorden og Mars. Længere ude er fire kæmper – Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.

Spredt i deres midte har vi affald – kometer, asteroider og dværgplaneterne.

De otte planeter bevæger sig i næsten cirkulære baner, tæt på det samme fly. Hovedparten af ​​affaldet ligger også tæt på det fly, dog på baner, der er noget mere excentriske og skrånende.

Hvordan opstod dette system? Ideen var, at det smeltede sammen fra en skive af materiale, der omgav den embyroniske sol. De koldere yderområder var rige på is, mens de varmere indre områder kun indeholdt støv og gas.

Over millioner af år, de små partikler af støv og is kolliderede med hinanden, langsomt at bygge stadig større objekter. I det iskolde dyb af rummet, kæmpeplaneterne voksede hurtigt. I det varme, stenet interiør, væksten var langsommere.

Til sidst, solen blæste gassen og støvet væk og efterlod et (relativt) velordnet system - nogenlunde koplanære planeter, bevæger sig på næsten cirkulære baner.

Exoplanet-æraen

De første exoplaneter, opdaget i 1990'erne, knuste denne simple model for planetdannelse. Vi lærte hurtigt, at de er langt mere forskellige, end vi overhovedet kunne have forestillet os.

Nogle systemer har gigantiske planeter, større end Jupiter, kredser utrolig tæt på deres stjerne. Andre er vært for excentriske, ensomme verdener, uden ledsagere at kalde deres egne.

Denne rigdom af data afslører én ting – planetdannelse og udvikling er mere kompliceret og forskelligartet, end vi nogensinde havde forestillet os.

Kernetilvækst vs dynamisk ustabilitet

Som et resultat af disse opdagelser, astronomer udviklede to konkurrerende modeller for planetdannelse.

Den første er kernetilvækst, hvor planeter dannes gradvist, gennem kollisioner mellem støvkorn og is. Teorien er vokset ud af vores gamle modeller for solsystemdannelse.

Den konkurrerende teori er dynamisk ustabilitet. Endnu engang, historien begynder med en disk af materiale omkring en ungdommelig stjerne. Men den disk er mere massiv, og bliver ustabil under sin egen selvgravitation, får klumper til at vokse. Disse klumper danner hurtigt planeter, i tusinder af år.

Begge modeller kan forklare nogle, men ikke alle, af de nyopdagede planeter. Afhængigt af de indledende forhold omkring stjernen, det ser ud til, at begge processer kan forekomme.

Hver teori tilbyder potentiale til at forklare excentriske verdener på noget forskellige måder.

Hvordan får man en excentrisk planet?

I den dynamiske ustabilitetsmodel kan du nemt få flere klumper til at danne og interagere, slynger hinanden rundt, indtil deres baner både er skråtstillede og excentriske.

Under kernetilvækstmodellen er tingene lidt sværere, da denne metode naturligt skaber co-planar, ordnede planetsystemer. Men over tid kan disse systemer blive ustabile.

Et muligt resultat er, at en planet skubber de andre ud gennem en række kaotiske møder. Det ville naturligvis efterlade det som en ensom krop, efter en meget langstrakt bane.

Men der er en anden mulighed. Mange stjerner i vores galakse er binære - de har stjernernes ledsagere. Interaktionerne mellem en planet og dens værtsstjernes søskende kunne let røre den op og til sidst skubbe den ud, eller placer den på en ekstrem bane.

En excentrisk planet

Dette bringer os til vores nyopdagede verden, HD76920b. En håndfuld lignende excentriske verdener er blevet fundet før, men HD76920b er unik. Den kredser om en gammel stjerne, mere end to milliarder år ældre end solen.

Den kredsløb, HD76920b følger, er ikke holdbar på lang sigt. Mens den svinger tæt på sin værtsstjerne, det vil opleve dramatiske tidevand.

En gasformig planet, HD76920b vil ændre form, når den svinger forbi sin stjerne, strakt af sin enorme tyngdekraft. Disse tidevand vil være langt større end noget, vi oplever på Jorden.

Denne tidevandsinteraktion vil over tid virke for at cirkulere planetens kredsløb. Punktet for den nærmeste tilgang til stjernen forbliver uændret, men det fjerneste punkt vil gradvist blive trukket tættere ind, driver kredsløbet mod cirkularitet.

Alt dette tyder på, at HD76920b ikke kan have besat sin nuværende bane siden sin fødsel. Hvis det var tilfældet, kredsløbet ville have cirkuleret for æoner siden.

Måske er det, vi ser, beviser på, at et planetsystem er blevet slyngelagtigt. Et system, der engang indeholdt flere planeter på cirkulære (eller næsten cirkulære) baner.

Over tid, disse planeter skubbede hinanden rundt, til sidst ramte en kaotisk arkitektur, da deres stjerne udviklede sig. Resultatet - kaos - med de fleste planeter spredt og kastet til dybden af ​​rummet og kun efterlod én - HD76920b.

Sandheden er, vi ved det bare ikke – endnu. Som det altid er tilfældet inden for astronomi, flere observationer er nødvendige for virkelig at forstå livshistorien på denne særegne planet.

En ting, vi ved, er, at historien er ved at være en ildfuld ende. I de næste par millioner år, stjernen vil svulme, sluger sin sidste planet. Derefter, HD76920b vil ikke være mere.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.