Młode planety przypominają dyski, a nie kule
Astrofizycy odkryli, że planety tuż po uformowaniu nie są kulami, jak wcześniej sądzono, ale mają spłaszczone kształty przypominające szerokie dyski.
Badania naukowców z University of Central Lancashire (UCLan), potwierdzają, że protoplanety, czyli bardzo młode planety, które niedawno uformowały się wokół gwiazd, są spłaszczonymi strukturami zwanymi „oblate spheroids”.
Badacze z UCLan’s Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics and Astronomy wykorzystali symulacje komputerowe do modelowania tego jak powstają planety, zgodnie z teorią niestabilności dysku, która sugeruje, że protoplanety tworzą się w krótkim czasie w wyniku rozpadu dużych wirujących dysków gęstego gazu krążącego wokół młodych gwiazd. Badanie to zostało opublikowane w Astronomy & Astrophysics Letters.
Przyjmując to podejście, astrofizycy określi właściwości planet, porównali je z obserwacjami i zbadali mechanizm powstawania gazowych planet olbrzymów. Skupili się na określeniu kształtów młodych planet i na tym, jak mogły one rosnąć, aby stać się dużymi gazowymi olbrzymami, nawet większymi niż Jowisz. Naukowcy zbadali również właściwości planet formujących się w różnych warunkach fizycznych, takich jak temperatura otoczenia i gęstość gazu.
„W ciągu ostatnich trzech dekad odkryto wiele egzoplanet, czyli planet krążących wokół gwiazd w innych układach słonecznych poza naszym własnym. Pomimo zaobserwowania wielu tysięcy z nich, sposób ich formowania pozostaje niewyjaśniony. Uważa się, że powstają one albo poprzez akrecję rdzenia, czyli stopniowy wzrost cząstek pyłu, które sklejają się, tworząc coraz większe obiekty w długich skalach czasowych, albo bezpośrednio przez rozpad dużych wirujących dysków protoplanetarnych wokół młodych gwiazd, co nazywamy teorią niestabilności dysków” – mówi dr Adam Fenton, jeden z autorów badnia.
„Teoria ta jest atrakcyjna ze względu na fakt, że duże planety mogą formować się bardzo szybko w dużych odległościach od gwiazdy-gospodarza, co wyjaśnia niektóre obserwacje egzoplanet” – dodaje.
„Badamy formowanie się planet od dawna, ale nigdy wcześniej nie myśleliśmy o sprawdzeniu kształtu planet podczas ich formowania się w symulacjach. Zawsze zakładaliśmy, że są one kuliste. Byliśmy bardzo zaskoczeni, że okazały się spłaszczonymi sferoidami, bardzo podobnymi do cukierków” – twierdzi dr Dimitris Stamatellos, wykładowca astrofizyki na UCLan i współautor badania.
Zdaniem astrofizyków, obserwacyjne potwierdzenie spłaszczonego kształtu jaki przybierają młode planety może odpowiedzieć na pytanie w jaki sposób formują się te ciała niebieskie, wskazując raczej na obecnie mniej preferowany model niestabilności dysku niż na standardową teorię formowania się planet opartą na akrecji jądra.
Naukowcy planują kontynuację badań za pomocą ulepszonych modeli obliczeniowych, aby zbadać, w jaki sposób na kształt tych planet wpływa środowisko, w którym się formują, oraz określić ich skład chemiczny w celu porównania z przyszłymi obserwacjami z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST).
Emil Gołoś
