Beyaz daireler tarafından temsil edilen bir grup protoplanetin içe göçü. İmaj kredisi: QMUL Ayrıntı için tıklayınız
Gökbilimciler gezegensel formasyonun birçok yönünü ele aldıklarını düşünüyorlar. Modellerine göre, bu devasa gezegenlerin çekirdekleri, sadece 100.000 yıl içinde ana yıldızları tarafından içe doğru çekilmelidir - istikrarlı bir yörüngeye dönüşmek için neredeyse yeterli zaman değil. İlk nesil gezegenler, yok edilmeden önce asla “yığın” aşamasını geçemezler. Gezegen olacak kadar uzun süre hayatta kalan sadece sonraki nesillerdir.
İki İngiliz gökbilimci Paul Cresswell ve Richard Nelson, gezegen sistemi oluşumunun zorlu çalışmaları çerçevesinde yeni sayısal simülasyonlar sunuyor. Gezegensel oluşumun erken aşamalarında, dev protoplanetlerin kilit yıldız içinde içe doğru yıldızın içine göç ettiğini bulmuşlardır. Sonuçları yakında Astronomi ve Astrofizik'te yayınlanacak.
Astronomi ve Astrofizik'te yayınlanacak bir makalede, iki İngiliz gökbilimci gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğuna dair yeni sayısal simülasyonlar sunuyor. Gezegensel oluşumun erken aşamalarında, dev protoplanetlerin kilit yıldız içinde içe doğru yıldızın içine göç ettiğini bulmuşlardır.
Gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğuna dair şu andaki resim şu şekildedir: i) toz tanecikleri, 1 km çapa kadar gezegenler oluşturmak için pıhtılaşır; ii) gezegenlerin kaçak büyümesi ~ 100? 1000 km büyüklüğündeki gezegen embriyoları; iii) bu embriyolar, birkaç büyük cismin oluşum sürecine egemen olduğu ve çevreleyen ve çok daha küçük gezegenleri topladığı “oligarşik” bir şekilde büyür. Bu “oligarklar”, dev gezegen bölgesindeki 3 astronomik birimin (AU) ötesindeki on karasal kütlenin merkezi yıldızı ve gezegen çekirdeğinin yakınında karasal gezegenler oluşturur.
Bununla birlikte, bu teoriler, gaz devi gezegenlerinin oluşumunu tatmin edici bir şekilde tanımlayamamaktadır. Gaz halindeki protoplantary disk ile kütlesel gezegensel çekirdekler arasındaki yerçekimi etkileşimi, diskte gezegenin “göçü” dediğimiz şeyde yaklaşık 100.000 yıl boyunca hızla içe doğru hareket etmelerine neden olur. Dev protoplanetlerin bu hızlı içe doğru göçünün tahmini büyük bir sorundur, çünkü bu zaman ölçeği, gazın oluşturucu dev gezegene çarpması için gereken süreden çok daha kısadır. Teoriler, dev protoplanetlerin gezegenlerin oluşma zamanları olmadan merkezi yıldızla birleşeceğini tahmin ediyorlar. Bu, nasıl oluşabileceklerini anlamayı çok zorlaştırır.
İlk kez, Paul Cresswell ve Richard Nelson, gazlı bir protoplantary diske gömülü gezegenler oluşturma kümesine ne olduğunu incelediler. Önceki sayısal modeller bir diske yalnızca bir veya iki gezegen eklemiştir. Ancak kendi güneş sistemimiz ve bilinen ekstrasolar gezegen sistemlerinin% 10'undan fazlası çok gezegenli sistemlerdir. Güneş dışı sistemlerin gözlemsel teknikleri geliştikçe bu tür sistemlerin sayısının artması beklenmektedir. Cresswell ve Nelson’ın çalışması ilk kez sayısal simülasyonlar, bu kadar çok sayıda protoplaneti içerdiğinden, protoplanetler ile disk arasındaki ve protoplanetlerin kendileri arasındaki yerçekimi etkileşimini hesaba katarak.
Çalışmaları için birincil motivasyon, protoplanetlerin yörüngelerini ve bazı gezegenlerin diskte uzun süre hayatta kalıp kalamayacağını incelemektir. Simülasyonları, çok az durumda (yaklaşık% 2), yalnız bir protoplanetin merkezi yıldızdan uzağa fırlatıldığını ve böylece ömrünü uzattığını göstermektedir. Ancak çoğu durumda (% 98), protoplanetlerin çoğu bir dizi yörünge rezonansına hapsolur ve bazen merkezi yıldızla birleşerek kilit adımında içe doğru göç eder.
Böylece Cresswell ve Nelson, bir diske gömülü bir protoplanet sürüsü içindeki yerçekimi etkileşimlerinin, protoplanetlerin içe göçünü durduramayacağını iddia ediyor. Gökbilimciler birkaç olası çözüm önermelerine rağmen, göçün “sorunu” devam ediyor ve daha fazla araştırma gerektiriyor. Birincisi, birkaç nesil gezegenlerin oluşması ve sadece disk dağılmış olarak oluşanların oluşum sürecinden sağ çıkması olabilir. Disk, gaz devi gezegenlerinin oluştuğu malzemeden tükendiği için, gaz devlerinin oluşturulmasını zorlaştırabilir. (Gezegenlerin yörüngelerinin dışında yeterli gaz varsa, gaz devi oluşumu yine de mümkün olabilir, çünkü yeni materyal oluşturan gezegen tarafından toplanacak şekilde içeri doğru süpürülebilir). Başka bir çözüm, protoplantary diskin fiziksel özellikleri ile ilgili olabilir. Simülasyonlarında astronomlar, protoplantary diskin pürüzsüz ve çalkantılı olduğunu varsaydılar, ancak elbette durum böyle olmayabilir. Diskin büyük bölümleri daha fazla çalkantılı olabilir (manyetik alanların neden olduğu dengesizliklerin bir sonucu olarak), bu da uzun süreler boyunca içe doğru göçü önleyebilir.
Bu çalışma, halihazırda Avrupa bilim adamları ağı tarafından yürütülen diğer gezegen sistemi oluşumu çalışmalarına katılıyor. Yeni keşfedilen gezegen sistemlerinin sayısı arttıkça gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair görüşümüz son birkaç yılda büyük ölçüde değişti. Dev gezegenlerin oluşumunu anlamak şu anda gökbilimciler için en büyük zorluklardan biri.
Orijinal Kaynak: Astronomi ve Astrofizik
