Az eddig felfedezett extrasoláris bolygók szinte mindegyike hatalmas volt, Jupiter méretű vagy annál nagyobb. A kérdés az, hogy lehetnek-e a kisebb, Föld méretű bolygók ugyanazon csillagrendszerekben? A kutatók szimulációt készítettek, ahol az apró bolygók ugyanabba a rendszerbe kerültek, mint a nagyobb bolygók, hogy meg tudják-e gyűjteni annyi anyagot, hogy olyan nagyokká váljanak, mint a Föld. Megállapították, hogy egy közeli rendszer - 55 Cancri - szárazföldi bolygót képezhet, jelentős mennyiségű vízzel a lakható övezetben.
A napunkon kívüli csillagokat keringő óriásbolygók folyamatos felfedezése felerősítette a spekulációt, hogy a közeli bolygórendszerekben lehetnek Föld-típusú világok, amelyek képesek az élet fenntartására. A kutatók négy olyan szomszédos rendszerhez számítógépes szimulációkat futtatnak, amelyek Jupiter méretű óriási bolygót tartalmaznak. Azt találták, hogy egy Föld-szerű bolygót képezhetne az élet támogatásához megfelelő feltételekkel.
A második rendszerben valószínűleg a Mars méretű vagy annál kisebb sziklás testek öve lesz. A másik kettő, a modellek mutatják, nem rendelkezik a megfelelő feltételekkel, hogy Föld méretű bolygót képezzen. Minden rendszer a Föld 250 fényévén belül helyezkedik el (egy fényév körülbelül 5,88 trillió mérföld). A csillagászok már találtak bizonyítékot arra, hogy mindegyik rendszer tartalmaz legalább két óriási bolygót a Jupiter tömegére vonatkozóan, amelyek csillagok közelében vándoroltak, talán olyan közel, mint a Merkúr a nap felé.
A négy rendszer mindegyikére a kutatók 10 számítógépes szimulációt készítettek, amelyekbe kis bolygó embriókat vagy protoplanetokat helyeztek el a rendszerben, hogy megvizsgálják, képesek-e több anyagot összegyűjteni, és valódi Föld méretű bolygót képeznek-e. Mindegyik szimuláció ugyanazokat a feltételeket feltételezte a bolygórendszerben, azzal a különbséggel, hogy az egyes protoplanet pozíciója és tömege kissé megváltozott - mondta Sean Raymond, a Colorado Egyetem posztdoktori kutatója, aki részt vett a munkában, miközben csillagászat doktori hallgató volt a a washingtoni egyetemen.
Raymond az Astrophysical Journal júniusban közzétett kutatását leíró cikk vezető szerzője. Társszerzői: Rory Barnes, az Arizonai Egyetem posztdoktori kutatója, aki szintén részt vett a munkában egy UW csillagászat doktori hallgatójaként, és Nathan Kaib, az UW csillagászat doktori hallgatója. A munkát a Nemzeti Repülési és Űrügynökség, a NASA Astrobiológiai Intézete és a Nemzeti Tudományos Alapítvány finanszírozta.
"Izgalmas, hogy modelleink lakható bolygót mutatnak, egy olyan bolygót, amelynek tömeg-, hőmérsékleti és víztartalma hasonló a Földéhez, az egyik első felismert extrasoláris többbolygó-rendszerben kialakulhatott" - mondta Barnes.
A legfrissebb tanulmányok azt mutatják, hogy számos ismert ekstrasoláris bolygórendszer olyan régiókkal rendelkezik, amelyek elég stabilak a Föld tömegétől a Saturnig terjedő bolygók támogatásához. Az UW modellek az 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 és HD 74156 elnevezésű rendszerekben tesztelték a bolygóképződést. A kutatók feltételezték, hogy a rendszerek teljesek, és óriási bolygóik keringési pályái jól meg vannak határozva. Feltételezték azokat a feltételeket is, amelyek lehetővé teszik a kisméretű testek kialakulását, amelyek sziklás, földszerű bolygókká alakulhatnak ki.
A modellekben a tudósok holdméretű bolygóembriókat helyeztek az óriási bolygók közé, és lehetővé tették számukra, hogy 100 millió évig fejlődjenek. Ezekkel a feltevésekkel találtak olyan szárazföldi bolygót, amely könnyen kialakul 55 kanciban, néha jelentős mennyiségű vízgel és keringő pályákkal a rendszer lakóövezetében. Megállapították, hogy a HD 38529 valószínűleg egy aszteroida övet és a Mars méretű vagy kisebb testeket támogat, de nincs figyelemre méltó szárazföldi bolygó. Nincs képződött bolygó a HD 37124 és a HD 74156 formátumban.
"Ami leginkább meglepte, hogy láttam azt a rendszert, amely csak a Mars méretű vagy annál kisebb bolygót képezte" - mondta Raymond. "Bármi, ami túl nagyra nőtt, instabil lenne, tehát rengeteg kisebb protoplaneta halmozódott fel, talán a Föld tizedére nagyobbra".
Kaib elmondása szerint jelentős volt, hogy a modellek azt mutatták, hogy a körülmények stabilak maradhatnak 100 millió évig, így egy bolygóembriodnak esélye lehet arra, hogy több anyagot gyűjtsön, és a hold vagy a Mars méretű testré alakuljon ki. "A korai rendszerünkben valószínűleg ez volt a belső naprendszerünk, a több száz testnél nagyobb méretű testtel" - mondta
Az utóbbi években egyre növekvő gyakorisággal fedezték fel az extraszoláris bolygót olyan technikák miatt, amelyek az óriás bolygót felismerik a szülő csillagokra gyakorolt gravitációs hatásuk alapján. Nem ismert, hogy az óriási bolygók hogyan alakulnak, de úgy gondolják, hogy távol állnak a fogadó csillagoktól, és azután befelé vándorolnak, azokat a gázkorongok nyomják, amelyekből képezték őket. Ha a migráció későn történik meg a rendszer fejlődésében, akkor az óriásbolygók elpusztíthatják a Földhez hasonló bolygók felépítéséhez szükséges anyagok nagy részét - mondta Raymond. Megjegyezte, hogy míg az óriási bolygók jelenléte meglehetősen jól bebizonyosodott, eltart egy darabig, mire más csillagok körül sokkal kisebb Föld méretű bolygót lehet felismerni.
Egy újabb újabb cikkben Raymond több mint 450 számítógépes szimulációt futtatott olyan óriási bolygó pályáinak feltérképezésére, amelyek lehetővé teszik a Földhez hasonló bolygók kialakulását. Ha egy hatalmas bolygó túl közel van, megakadályozza a sziklás anyagok felhalmozódását egy Föld méretű bolygón. Ez a tanulmány kimutatta, hogy az ismert óriásbolygó-rendszereknek csak körülbelül 5% -án valószínűleg Föld-szerű bolygók. De a hosszú megfigyelési idők és a Szaturnusz és a Jupiter méretű bolygók felismeréséhez szükséges érzékeny berendezések miatt lehetséges, hogy sok olyan bolygórendszer létezik, mint amilyen a miénk ebben a galaxisban - mondta.
Eredeti forrás: UW sajtóközlemény
