A jelenlegi exoplanet-szám - a bolygók száma, melyeket az csillagászok más csillagokat keringtek - 312-nél áll. Ez egy csomó bolygó. De segíthet, ha pontosan tudjuk, hol kell keresnünk. A napszerű csillagok körül a poros korongok szuperszámítógépes szimulációit használó új kutatások azt mutatják, hogy a Marshoz közel olyan bolygók olyan mintákat hozhatnak létre a porban, amelyeket a jövőbeni távcsövek észlelhetnek. A kutatás új utat mutat a lakható bolygók keresésében. "Eltarthat egy darabig, amíg a földszerű bolygót más csillagok körül közvetlenül képeket képezhetjük, de ezt megelőzően képesek leszünk felismerni a bolygóközi porban faragott díszes és gyönyörű gyűrűket" - mondja Christopher Stark, a tanulmány vezető kutatója. a Maryland Egyetemen, a College Parkban.
Együttműködve Marc Kuchnerrel a NASA Goddard űrrepülési központjában, Greenbeltben (Md.), Stark modellezte, hogy 25 000 porrészecske reagál az egyetlen bolygó jelenlétére - a Mars tömegétől a Föld ötszöröseig -, amely egy napszerű csillagot kering. A NASA Goddard Thunderhead szuperszámítógépével a tudósok 120 különféle szimulációt hajtottak végre, amelyek változtattak a porrészecskék méretétől, valamint a bolygó tömegét és körüli távolságot.
„Modelleink tízszer annyi részecskét használnak, mint az előző szimulációk. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk a gyűrűs szerkezetek kontrasztját és alakját ”- tette hozzá Kuchner. Ezen adatok alapján a kutatók leképezték az egyes paraméterkészletekből származó sűrűséget, fényerőt és hőjelzést.
"Nem széles körben értékelik, hogy a bolygórendszerek - beleértve a miénket is - sok port tartalmaznak" - tette hozzá Stark. "Ezt a port mi dolgozni fogja hozzánk."
Naprendszerünkben lévő por nagy része a Jupiter pályájára irányul, mivel a üstökösök a nap közelében morzsolódnak, és minden méretű aszteroida összeesik. A por tükrözi a napfényt, és néha ék alakú égvilágításnak tekinthető - az állatöv fényének nevezik - napkelte előtt vagy napnyugta után.
A számítógépes modellek figyelembe veszik a por reagálását a gravitációra és más erőkre, ideértve a csillag fényét is. A Starlight enyhén meghúzza a kis részecskéket, és ezzel elveszíti az orbitális energiát, és közelebb sodródnak a csillaghoz.
"A részecskék befelé spirálnak, majd átmenetileg csapdába esnek a rezonanciákban a bolygóval" - magyarázza Kuchner. A rezonancia akkor fordul elő, amikor egy részecske keringési periódusa a bolygó kis számának - például kétharmadának vagy öthatodának - aránya.
Például, ha egy porrészecske három körpályát hajt végre a csillag körül, amikor a bolygó befejezi az egyiket, akkor a részecske ismételten extra gravitációs vontatót fog érezni a pályája azonos pontján. Egy ideig ez az extra hajtás ellensúlyozhatja a csillagfény által okozott vonóerőt, és a por finom gyűrűszerű szerkezetekbe rakódhat le.
"A részecskék a csillag felé spirálisan csapdába esnek, és egy rezonanciába csapódnak be, esik ki belőle, spirális még egyben, egy másik rezonancia csapdájába esnek, és így tovább" - mondja Kuchner. A tízezres részecskék erőinek komplex kölcsönhatásainak figyelembevétele érdekében szükség volt a szuperszámítógép matematikai lóerőére.
Egyes tudósok megjegyzik, hogy nagy mennyiségű por jelenléte akadályt jelenthet a földi bolygók közvetlen képalkotó képességében. A jövőbeni űri missziók - például a NASA James Webb Űrtávcsője, amelyet építés alatt állnak, és amelyet 2013-ban indítanak, és a javasolt Földi bolygó-kereső - poros korongokkal vizsgálják a közeli csillagokat. A Stark és Kuchner által készített modellek áttekintést nyújtanak a csillagászoknak a porszerkezetekről, amelyek jelzik az egyébként rejtett világok jelenlétét.
"Katalógusunk segít másoknak a bolygó tömegének és körüli távolságának, valamint a gyűrűkben lévő domináns részecskeméreteknek a bevezetésében" - mondja Stark.
Stark és Kuchner közzétette eredményeit az The Astrophysical Journal október 10-i számában. Stark online elérhetővé tette az exzodiódás por-szimulációk atlaszát.
Forrás: Goddard űrrepülési központ
