In den letzten Jahren haben Astronomen viele andere Sternensysteme untersucht. Sie fanden reichlich Hinweise auf "heißen Jupiter", jene Gasriesen, die ihrem Mutterstern nahe stehen, und "Supererde", felsige Welten, die größer als die Erde, aber kleiner als Neptun sind. Aber trotz all ihrer Suchen und Entdeckungen gibt es nur ein Sternensystem, das beide umfasst.
Das System heißt WASP-47 und hat tatsächlich drei Planeten in der Nähe des Sterns: den heißen Jupiter, die heiße Supererde und den heißen Neptun. Gleichzeitig haben die anderen 100 oder so heißen von Jupiter gefundenen keine Gefährten in der Form (zumindest) der Supererde. Was ist los mit ihnen?
Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass sie sehr schwer zu finden sind, da Supererden sehr leicht zerstört werden können.
„Ich behaupte, dass das Fehlen von Super-Earth-Gefährten für den heißen Jupiter der Beweis dafür ist, dass die meisten dieser Planeten in der Vergangenheit starke Gravitationseffekte von anderen Planeten oder Sternen erfahren haben. Sie werden wie Kometen auf sehr exzentrische Umlaufbahnen geschickt und zirkulieren dann im Laufe der Zeit “, schrieb der leitende Autor Alexander James Mustil, leitender Wissenschaftler für Astronomie und Physik an der Universität Lund in Schweden, in einer E-Mail an Discovery News. "Während der Phase der hohen Exzentrizität zerstören sie alle Super-Erden, die sich in der Nähe eines Sterns drehen, was normalerweise dazu führt, dass sie mit einem Stern oder dem Planeten selbst kollidieren."
Die meisten Annahmen von Mustill bestehen aus einer Simulation, wie exoplanetare Systeme aussehen und wie sich Planeten unter der gegenseitigen Schwerkraft bewegen. Die Berechnungen wurden mit realen Exoplanetensystemen verglichen, um festzustellen, ob sie die Realität widerspiegeln.
Ein Teil seiner Arbeit in Bezug auf das, was mit den Planeten geschieht, ist sehr schwer zu verstehen. Zum Beispiel Planeten, deren Umlaufbahnen weit von ihren Sternen entfernt sind und sie nicht so stark anziehen (oder wie oft sie sie passieren). Dies sind die grundlegenden Methoden zum Erkennen von Planeten.
„Ich betrachte die Systeme der Supererden aus nächster Nähe und frage, was passieren würde, wenn ich verschiedene zusätzliche Körper in weiten Bahnen in das System aufnehmen würde. Zum Beispiel solche Riesenplaneten wie Jupiter oder Doppelsterne “, sagte Mastil.
„Ich glaube, dass ungefähr 25% dieser Super-Earth-Systeme destabilisiert werden und anfangen werden, miteinander zu kollidieren. Antwort auf das umgekehrte Problem: Wenn man bedenkt, was wir in Super-Earth-Systemen sehen, wie schaffen es einige von ihnen, äußere Riesenplaneten zu haben? Dies ist ein viel komplizierteres Thema, und die Arbeit dauert bis heute an. “ Dies erklärt natürlich nicht, wie WASP-47 es geschafft hat, beide Objekte zu erhalten, aber Mastil behauptet, dass in diesem Fall keine hohe Exzentrizität der Migration vorlag. Stattdessen rückte der heiße Jupiter aufgrund der gravitativen Wechselwirkung mit der ihn bildenden Scheibe hypothetisch näher an den Stern heran. (Dies sind zwei konkurrierende Theorien über die Entstehung von Planeten, aber Mustil sagte immer noch, dass die Seltenheit von WASP-47 darauf hindeutet, dass eine hohe Exzentrizität der Migration der vorherrschende Mechanismus ist.)
Mastilla hat viele Ideen, was als nächstes zu lernen ist. Einige Überlegungen betreffen die Modellierung der Planetenbildung auf einer protoplanetaren Scheibe, bevor dieselbe Simulation durchgeführt wird (die derzeit auf vollständig ausgebildeten Planeten beruht), oder die genaue Simulation einer Reaktion darauf, wie die Planeten gegeneinander stoßen.
"Sie können sich so schnell schlagen, dass sie sich gegenseitig zerreißen und nicht zu größeren verschmelzen können", sagte Mustil. "Es wäre großartig, die Geburt und den Tod von Planeten von Staub zu Staub zu simulieren!"
