Maankaltaiset avaruusolennot voivat piiloutua pölyssä kaukaisten tähtien ympärillä

Vesihöyryvihjeitä lähellä olevien tähtien ympärille muodostuville planeetoille

Tämän taiteilijan konseptissa näkyy hyvin nuori tähti, jota ympäröi kaasu- ja pölylevy, raaka -aineet, joista uskotaan muodostavan kalliita planeettoja. (Kuva: NASA/JPL-Caltech)

Tähdet, joiden ympärillä on roskalevyjä, voivat olla hyviä kohteita maapallon kaltaisten vieraiden planeettojen etsimiseen, tutkijat sanovat.



Roskalevyt koostuvat planeettojen kenttistä ja pölystä ympäröivistä tähdistä. On löydetty muutama sata tähteä, joissa on merkkejä a roskalevy , sanoi astrofyysikko Sean Raymond Bordeaux'n observatoriosta Ranskassa.

Pölyn käyttöikä on hyvin lyhyt verrattuna tähtiin - esimerkiksi pöly voi hajota tähtienväliseen avaruuteen jättiplaneettojen painovoimahäiriöiden vuoksi. Uskotaan, että kaikki roskat, jotka tähtitieteilijät havaitsevat, täyttyvät asteroidikokoisten kappaleiden välisillä törmäyksillä, jotka ovat pohjimmiltaan kivisten planeettojen muodostumisen jäänteitä. Jos sellainen levy, joka nähdään, on suhteellisen suuri, sen järjestelmä saattaa olla kiertoradallaan riittävän rauhallinen kallioisten maailmojen muodostumista varten.

”Jotta roskalevyt olisivat olemassa vanhojen tähtien ympärillä, tarvitset dynaamisesti rauhallisen ympäristön ilman voimakkaita painovoimahäiriöitä. Maapallon muodostamiseksi tarvitset samaa. Joten on järkevää, että nämä kaksi tulosta on korreloitava ', Raymond sanoi. 'Mielestäni havaintojen tärkein seuraus on, että jos olen oikeassa, roskalevyt voivat toimia opasteina järjestelmille, joilla on suuri todennäköisyys saada maanpäällisiä planeettoja ja joissakin tapauksissa maan kaltaisia ​​planeettoja.'

Mallinnetaan planeettojen muodostumista

Tätä ajatusta tutkiakseen Raymond ja hänen kollegansa simuloivat kuinka planeetat nousevat roskalevyistä. Sisäiset levyt muodostavat ilmeisesti kivisiä planeettoja 10-100 miljoonan vuoden aikana, mikä on seurausta asteroidikokoisten planeettojen ja kuun ja Marsin kokoisten protoplaneettojen välisistä iskuista. [Outoimmat ulkomaalaiset planeetat]

Sisälevyt eivät ole riittävän massiivisia tuottamaan jättiläisplaneettojen ytimiä. Ne syntyvät kauemmas kiekosta, 'lumilinjalla' kaukana auringosta, jossa lämpötila on riittävän alhainen, jotta vetyyhdisteet voivat tiivistyä jäisiksi jyviksi.

Uskotaan, että kaasujättilät muodostuvat yleensä muutaman miljoonan vuoden kuluessa tähden protoplanetaarisen levyn ilmestymisestä. Tämä tarkoittaa, että ne voivat vaikuttaa kiviplaneettoihin sisäisessä roskalevyssä, kun ne ovat vielä muodostumassa.

Nähdäkseen, mitä vaikutuksia jättiläisplaneetoilla voi olla kivisten planeettojen muodostumiseen, tutkimusryhmä simuloi sisäistä levyä, jossa oli 500 planeettaimelää ja 50 planeettaalkiota, jotka ovat yhtä suuret kuin yhdeksän maapallon massaa, puolen tai neljä kertaa maapallon etäisyydestä auringosta; kolme kaasujättiläistä etäisyyksillä, jotka vastaavat Jupiterin tai Saturnuksen etäisyyttä 5-10 kertaa Maan etäisyydellä auringosta; ja ulkopuolinen planeetta -animaalinen levy, joka on 50–100 maapallon massaa 10–20 kertaa maapallon etäisyys auringosta, verrattavissa aurinkokuntamme Kuiper -vyöhykkeeseen. Sitten he antoivat näiden järjestelmien kehittyä 100 miljoonasta 200 miljoonaan vuoteen.

`` Ajoin yli 500 simulaatiota, joiden kuluminen kesti muutamasta viikosta kuuteen kuukauteen '', Raymond sanoi.

Simulaatioissa käytettyjen levyjen ja maailmojen massoista, kiertoradista ja muista ominaisuuksista riippuen jättiplaneettojen laukaisema painovoiman epävakaus voi poistaa suurimman osan tai kaikki planeettojen pienimuotoista ja järjestää planeettojen sijainnin uudelleen.

Tutkijat havaitsivat, että tähdet, joilla on leveämpiä ja massiivisempia ulkolevyjä, sisältävät todennäköisemmin kiviplaneettoja, koska näillä ulkolevyillä olevat planeettimäärät voivat vähentää kaasujättiläisten planeettojen kiertoradan epäkeskisyyttä, mikä vähentää mahdollisuuksia, että kaasumaiset planeetat vetävät kiviplaneettoja ulospäin .

Järjestelmät, joissa on vähemmän massiivisia Neptunuksen kokoisia jättiläinen planeettoja, tukevat myös hyvin todennäköisesti maanpäällisiä planeettoja.

`` Raymond ja yhteistyökumppanit ovat löytäneet polun, joka voi ohjata meitä kohti maanpäällisiä eksoplaneettoja maanläheisillä etäisyyksillä tähdestään '', sanoi planeetatieteilijä Rory Barnes Washingtonin yliopistosta, joka ei osallistunut tähän tutkimukseen. 'Nämä planeetat ovat erittäin haastavia havaita, joten kaikki vihjeet, jotka rajoittavat etsintää, ovat erittäin arvokkaita.'

'' Hyvä idea tässä ideassa on, että se on testattavissa yksinkertaisesti etsimällä pienimassoisia planeettoja tähtien ympäriltä roskalevyillä. Tämä työ on kesken, Raymond totesi. [ Galleria: Pienimmät ulkomaalaiset planeetat ]

Taiteilijan käsitys äskettäin syntyneestä ulkomaalaisesta planeetasta LkCa 15 b ja sen tähdestä, jotka löytyvät noin 450 valovuoden päässä Maasta Härän tähdistössä.

Taiteilijan käsitys äskettäin syntyneestä ulkomaalaisesta planeetasta LkCa 15 b ja sen tähdestä, jotka löytyvät noin 450 valovuoden päässä Maasta Härän tähdistössä.(Kuvan luotto: Karen L. Teramura, UH IfA)

Omituinen aurinkokuntamme

Mielenkiintoista on, että aurinkokuntamme näyttää epätavalliselta näiden havaintojen perusteella, koska siinä on kivisiä planeettoja ja jättiläisplaneettoja, jotka ovat suhteellisen rauhallisia kiertoradan dynamiikansa suhteen, mutta ei roskalevyä.

'Joten miksi meillä ei ole tätä pölyä?' Raymond sanoi. 'No, käy ilmi, että yli puoli miljardia vuotta sen muodostumisen jälkeen aurinkokunnassa oli kirkas roskalevy! Kuten muidenkin tähtien tapauksessa, pöly syntyi jäisten planeetta -eläinten toisinaan törmääessä ja jauhamalla itsensä pois. Tämä planetaalisten populaatio oli Kuiperin vyö, ja uskomme, että se sisälsi noin 50 maapallon materiaalimassaa, vähintään 100 kertaa enemmän kuin nykyään. ''

Kuiperin vyöhyke kuitenkin poistettiin lähes kokonaan epävakauden aikana noin 3,8 miljardia vuotta sitten, joka liittyy Myöhäinen raskas pommitus , 'kun asteroideja heitettiin aurinkokunnan ympärille, jättäen planeetat arpeineen näkyviin vielä tänäkin päivänä.

'Tämä epävakaus muutti jättiläisplaneettojen ratoja - Jupiter ja Saturnus siirtyivät hieman kauemmas, mutta Uranus ja Neptunus olivat hajallaan ulospäin Kuiperin vyöhykkeelle', Raymond selitti. 'Uranus ja Neptunus tuhosivat lähes täydellisesti Kuiperin vyöhykkeen pääasiassa hajottamalla esineitä sisäänpäin kohti Jupiteria ja Saturnusta, jotka jatkoivat niiden vetämistä gravitaatiolla aurinkokunnasta, ja hyvin pieni osa vaikutti maahan ja kuuhun sekä muihin planeettoihin. Tämä selittää Jupiterin ja Saturnuksen lähes pyöreät kiertoradat ja pölyn puutteen. '' [Kuvat: Saturnuksen renkaat ja kuut]

Tuleva tutkimus voisi käyttää Raymondin ja hänen kollegoidensa kehittämiä malleja arvioidakseen, voisivatko roskalevyjä isännöivät tähdet kallioplaneettoja. Yksi ehdokas voi olla Eta Corvi , jonka ympäröivä pöly saattaa olla maapallon kaltaisen maailman ja yhden tai useamman komeetan törmäyksen jäänteitä, muukalainen versio aurinkokuntamme myöhäisestä raskaasta pommituksesta.

'Olisi hienoa, jos heidän työnsä voisi antaa meille fyysisen kuvan siitä, mitä Eta Corvissa tapahtuu', sanoi astrofyysikko Carey Lisse Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratoriosta, joka ei osallistunut tähän tutkimukseen.

Harvinaisia ​​roskalevyjä

Vaikka Raymond ehdottaa, että tähdet, joissa on roskalevyjä, olisivat hyviä paikkoja etsiä maanpäällisiä planeettoja, käy ilmi, että vain noin joka kuudes yli miljardi vuotta vanhempi tähti roskalevyt .

'Entä tähdet ilman roskalevyjä?' Raymond kysyi.

Se, että monilla tähdillä ei ilmeisesti ole roskalevyjä, tarkoittaa todennäköisesti sitä, että monilla tähdillä ei yksinkertaisesti synny tarpeeksi materiaalia roskalevyjen tekemiseen ”, Raymond sanoi. ”Suurimmassa osassa - noin 100 prosenttia - hyvin nuorista tähdistä on tähtikiekkoja, mutta monien näiden ulko -osat on joko häiriintynyt, ehkä ohittamalla tähtiä lastentarhassaan, tai ne eivät yksinkertaisesti sisällä tarpeeksi tavaraa roskalevyjen tekemiseen. ''

Se ei kuitenkaan tarkoita sitä, että näiltä levyttömiltä tähdiltä puuttuisivat maanpäälliset maailmat, kuten voimme nähdä omassa aurinkokunnassamme.

'Sen sijaan jättimäisiä planeettoja voidaan käyttää ilmanpainemittarina-tähdet, joilla on jättimäisiä planeettoja kaukaisilla, matalan epäkeskisyyden kiertoradilla, ovat luultavasti hyviä ympäristöjä maanpäällisten planeettojen muodostumiselle, ja tähdet, joilla on lähellä tai erittäin epäkeskeisiä jättiläinen planeettoja, eivät ole' ', Raymond sanoi .

'Lopuksi on vaikea sanoa mitään tietystä tähdestä, jolla ei ole roskalevyä, vaikka tilastollisesti ottaen sillä voi olla maanpäällisiä planeettoja', Raymond sanoi. `` Mutta tähdellä, jolla on roskalevy, on mielestäni suuri todennäköisyys isännöidä maanpäällisiä planeettoja, ja jos sillä ei myöskään ole epäkeskistä jättiläinen planeettaa, todennäköisyys on vielä suurempi. ''

Tutkijat julkaisevat havaintonsa Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

Tämä tarina tarjottiin demokratija.eu kirjoittanut Astrobiology Magazine. Seuraa demokratija.euia saadaksesi viimeisimmät avaruustieteen ja etsintäuutiset Twitterissä @Spacedotcom ja päälle Facebook .