2012.03.30. - Pályaválasztás - a bolygóknak se sokkal könnyebb

Egy új számítógépes szimuláció eredményeként feltételezhető, hogy a Napunkhoz hasonló fiatal csillagok sugárzása réseket hoz létre a protoplanetáris korongokban, melyek aztán megszabják az óriásbolygóik lehetséges pályáit is.

A protoplanetáris korongokban több, egymással versengő folyamat zajlik: az akkréció, ami szép lassan a csillagba szívja a korong anyagának egy részét, a fotoevaporáció, ami viszont a környező űrbe igyekszik kisöpörni azt, illetve a bolygók kialakulása a korongban. Richard Alexander (University of Leicester) szerint a korong élete vége felé a fotoevaporáció felülkerekedik az akkréción, létrehozva egy 1-2 csillagászati egység szélességű rést a protoplanetáris korongban.

A számítógépes szimulációk alapján arra következtethetünk, hogy a fiatal naptípusú csillagok által kibocsátott sugárzás réseket hoz létre azok protoplanetáris korongjaiban.
[NASA/JPL-Caltech]

A rés elhelyezkédese elsősorban a csillag tömegétől függ. Kisebb tömeg esetén a fotoevaporáció a csillaghoz közel alakítja ki, nagyobb tömeg mellett pedig kijjebb fog elhelyezkedni a protoplanetáris korongban. A rés aztán egyfajta gátként viselkedik, hatására a bolygók bizonyos pályákat nem érhetnek el, más pályák körül viszont sűrűsödnek. Alexander szerint a tanulmányuk főleg a naptípusú csillagokra koncentrált, de ahogyan egyre több exobolygót találunk különböző tömegű csillagok körül, úgy nő annak a valószínűsége, hogy a rés által indukált bolygósűrűsödéssel találkozunk. Úgy gondolják, hogy a fotoevaporáció minden protoplanetáris korongban jelen van, de a nagyobb energiájú sugárzást kibocsátóknál nagyobb a hatása. A korongban zajló különböző folyamatok felelősek a ma ismert exobolygó-típusok kialakulásáért.

Alexander és munkatársa, Ilaria Pascucci (Lunar and Planetary Laboratory) a leicesteri egyetem ALICE High Performing Computer Facility rendszerét használták a szimulációk lefuttatásához. Olyan protoplanetáris korongokat vizsgáltak, amelyek éppen az akkréció folyamatán mennek keresztül, de a fotoevaporáció is befolyásolja őket. A szimulációk felfedték, hogy a rés külső oldaláról a belső pályák felé vándorló bolygók a rés elérésekor megállnak, útjukat nem folytatják tovább a belső pályák irányába. "A bolygók minden esetben megállnak vagy a rés előtt vagy az után, ezáltal létrehozva a sűrűsödéseket." - mondja Pascucci, hozzátéve, hogy a bolygók kialakulása előbb elkezdődik, minthogy a fotoevaporáció kifejthetné hatását. "Ezen effektusok miatt a bolygórendszerekben létrejönnek olyan zónák, ahol nincsenek bolygók. A planéták egyenetlen eloszlása rengeteg újonnan felfedezett rendszerben is megfigyelhető, és amint több bolygórendszert azonosítunk, egyre több példát találunk majd az ilyen résekre, így ellenőrizhetjük elméleteink helyességét a bolygórendszerek kialakulásával kapcsolatban."

Forrás:

• Astronomy Now Online 2012.03.21.