Computerillustratie van een dubbelster. Afbeelding tegoed: Carnegie Institution. Klik om te vergroten.
Nieuw theoretisch werk toont aan dat gasreuzenplaneetvorming kan optreden rond dubbelsterren, net zoals het gebeurt rond enkele sterren zoals de zon. Het werk wordt vandaag gepresenteerd door Dr. Alan Boss van het Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism (DTM) tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, DC. De resultaten suggereren dat gasreuzenplaneten, zoals Jupiter, en bewoonbare aardachtige planeten vaker voorkomen dan eerder werd gedacht. Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, is geaccepteerd voor publicatie in het Astrophysical Journal.
'We hebben de neiging ons te concentreren op het zoeken naar andere zonnestelsels rond sterren, net als onze zon', zegt Boss. "Maar we leren dat planetaire systemen te vinden zijn rond allerlei soorten sterren, van pulsars tot M-dwergen met slechts een derde van de massa van onze zon."
Twee van de drie sterren in de Melkweg is lid van een binair of meervoudig stersysteem, waarbij de sterren om elkaar heen draaien met scheidingen die kunnen variëren van bijna in contact (dichtbij binaries) tot duizenden lichtjaren of meer (brede binaire bestanden). De meeste binaire bestanden hebben scheidingen die vergelijkbaar zijn met de afstand van de zon tot Neptunus (~ 30 AU, waarbij 1 AU = 1 astronomische eenheid = 150 miljoen kilometer - de afstand van de aarde tot de zon).
Het is niet duidelijk of de vorming van planeten zich zou kunnen voordoen in typische dubbelstersystemen, waar de sterke zwaartekrachtkrachten van de ene ster de planeetvormingsprocessen rond de andere ster zouden kunnen verstoren, en omgekeerd. Eerder theoretisch werk had zelfs gesuggereerd dat typische dubbelsterren geen planetaire systemen zouden kunnen vormen. Planeetjagers hebben onlangs echter een aantal gasreuzenplaneten in een baan rond dubbelsterren met een reeks scheidingen gevonden.
Boss ontdekte dat als de schokverwarming als gevolg van de zwaartekrachten van de begeleidende ster zwak is, gasreuzenplaneten zich op dezelfde manier kunnen vormen in planeetvormende schijven als rond enkele sterren. De planeetvormende schijf zou koel genoeg blijven om ijskorrels vast te houden en dus de groei van de vaste kernen mogelijk te maken die meerdere massa's van de aarde moeten bereiken om het conventionele mechanisme van gasreuzenplaneetvorming (kernacretie) te laten slagen.
Boss-modellen laten zelfs nog directer zien dat het alternatieve mechanisme voor gasreuzenplaneetvorming (schijfinstabiliteit) net zo goed kan verlopen in dubbelstersystemen als rond enkele sterren, en in feite zelfs kan worden aangemoedigd door de zwaartekracht van de andere ster . In de nieuwe modellen van Boss wordt de planeetvormende schijf in een baan rond een van de sterren snel aangedreven om dichte spiraalarmen te vormen, waarbinnen zelf-gravitatie klonten van gas en stof zich vormen en beginnen met samentrekken tot planetaire afmetingen. Het proces is verbazingwekkend snel en het duurt minder dan 1000 jaar voordat dichte klonten zich vormen op een anders kenmerkloze schijf. Er zou voldoende ruimte zijn voor aardachtige planeten om zich dichter bij de centrale ster te vormen nadat de gasreuzenplaneten zijn gevormd, op ongeveer dezelfde manier als ons eigen planetenstelsel zou hebben gevormd.
Boss wijst erop: "Dit resultaat kan diepgaande implicaties hebben omdat het de kans vergroot dat er planetaire systemen gevormd worden die op ons lijken, omdat dubbelsters de regel zijn in ons sterrenstelsel, niet de uitzondering." Als dubbelster planetaire systemen kan beschermen die bestaan uit buitenste gasreuzenplaneten en binnenaardse planeten, dan wordt de kans op andere bewoonbare werelden plotseling ongeveer driemaal zo waarschijnlijk - tot driemaal zoveel sterren als mogelijke gastheren voor planetaire systemen vergelijkbaar met de onze. De plannen van NASA om het komende decennium naar aardachtige planeten te zoeken en deze te karakteriseren, zouden dan veel meer kans van slagen hebben.
Een van de belangrijkste resterende vragen over de theoretische modellen is de juiste hoeveelheid schokverwarming in de planeetvormende schijf, evenals de meer algemene vraag hoe snel de schijf kan afkoelen. Baas en andere onderzoekers werken actief om deze verwarmings- en koelprocessen beter te begrijpen. Gezien het groeiende observationele bewijs voor gasreuzenplaneten in dubbelstersystemen, suggereren de nieuwe resultaten dat schokverwarming in binaire schijven niet te groot kan zijn, anders zou het de vorming van gasreuzenplaneetten voorkomen.
Oorspronkelijke bron: Carnegie News Release
