Mysteriet løst:Hvordan kredsløbene om planeter uden for solen blev så excentriske

I årevis har astronomer været forvirrede over planeternes mærkelige kredsløb uden for vores solsystem. I modsætning til planeternes relativt cirkulære baner i vores eget system, har mange ekstrasolare planeter, eller exoplaneter, meget excentriske eller aflange baner.

Nu tyder ny forskning på, at en kraftfuld mekanisme kaldet planet-planet spredning kan være synderen bag disse ejendommelige baner. I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Astronomy præsenterer et internationalt hold af astronomer detaljerede simuleringer, der viser, hvordan planet-planet-spredning kan skabe en bred vifte af exoplanetbaner, inklusive meget excentriske.

Planet-planet-spredning opstår, når flere planeter interagerer gravitationsmæssigt med hinanden på en kaotisk måde. Dette kan ske i de tidlige stadier af planetarisk systemdannelse, når unge planeter stadig dannes og flytter deres positioner inden for den protoplanetariske skive.

Når planeterne bevæger sig rundt og interagerer med hinanden, kan deres gravitationskræfter sprede dem i forskellige baner. I nogle tilfælde kan disse vekselvirkninger producere planeter med meget excentriske baner, mens i andre tilfælde kan planeter blive slynget ud af systemet helt.

"Vores simuleringer viser, at planet-planet spredning kan forklare de observerede egenskaber af exoplaneter i multi-planet systemer," sagde Dr. Eiichiro Kokubo, en forsker ved National Astronomical Observatory i Japan og medforfatter af undersøgelsen. "Især finder vi, at excentriske baner sandsynligvis vil være almindelige blandt Jupiter-lignende planeter, der ligger langt fra deres værtsstjerner."

Forskerne byggede sofistikerede modeller, der simulerer interaktionerne mellem snesevis af planeter i et planetarisk system. Simuleringerne tog højde for forskellige faktorer, såsom planeternes masser, deres oprindelige orbitale egenskaber og tyngdekraften mellem dem.

Ved at justere modelparametrene var forskerne i stand til at producere en lang række exoplanetsystemer, herunder systemer med meget excentriske planeter og systemer med næsten cirkulære kredsløb. Samlet set matchede deres simulerede baner nogle af de observerede egenskaber af kendte exoplaneter.

Udover planet-planet-spredning kan andre mekanismer også påvirke exoplaneternes kredsløb. Disse omfatter interaktioner med værtsstjernen, tidevandskræfter fra stjernen og gravitationsforstyrrelser fra andre stjerner, der passerer i nærheden.