Mikä tarkalleen on “normaali” aurinkokunta? Jos luulimme, että meillä oli jotain ajatusta aiemmin, emme ehdottomasti ole nyt. Ja Cambridgen yliopiston tähtitieteilijöiden johtama uusi tutkimus on vahvistanut tätä tosiasiaa. Uusi tutkimus löysi neljä kaasujätteistä planeettaa, samanlaisia kuin oma Jupiter ja Saturnus, kiertämässä hyvin nuorta tähteä nimeltään CI Tau. Ja yhdellä planeetoista on äärimmäinen kiertorata, joka vie sen yli tuhat kertaa kauemmas tähtiä kuin sisin planeetta.
CI Tau on noin 500 valovuoden päässä erittäin aktiivisella alueella galaksista, jota kutsutaan ”tähtitarhoksi”. Vain 2 miljoonan vuoden ikäisenä CI Tau on vain tähtien vauva. Oma aurinko on noin 5 miljardia vuotta vanha ja sillä on vielä 5 miljardia mennä, antaa tai ottaa. Joten CI Tau on liian nuori saadakseen sellaisia kaasu jättiläisiä, jotka sillä on. Tai niin me ajattelimme.
Parasta aurinkokunnan muodostumismalliamme kutsutaan sumuiseksi hypoteesiksi, ja se menee noin: Pyörivä kaasu- ja pölypilvi kasvaa ja kasvaa tiheyteen, kunnes se romahtaa tähtiä ja fuusio alkaa. Tämän äskettäin muodostuneen tähden ympärillä loput kaasusta ja pölystä pyörivat protoplanetaarisena levynä. Ajan myötä tämä asia rypistyy ja muodostaa muita planeettoja, kuita ja asteroideja, eikä protoplanetaarista levyä ole enää. Tämä on hyvin lyhyt kuvaus siitä, miten asiat sujuvat.
Mutta tämän planeetan muodostumisprosessin uskotaan vievän kauan, paljon enemmän kuin 2 miljoonaa vuotta. Auringomme kaltainen tähti voi muodostua jopa miljoonassa vuodessa, mutta kaasuplaneettojen muodostuminen vie 10–100 miljoonaa vuotta, ja maanpäälliset planeetat vievät vielä kauemmin.
”Saturnuksen massa planeettojen oletetaan muodostuvan keräämällä ensin kiinteän ytimen ja vetämällä sen jälkeen kerroksen kaasukerrosta, mutta näiden prosessien oletetaan tapahtuvan erittäin hitaasti suurilla etäisyyksillä tähtiä. Useimmat mallit kamppailevat saadakseen tästä massasta planeettoja tällä etäisyydellä. ” - Tutkimuksen johtava kirjailija, professori Cathie Clarke, Cambridge University Astronomy Institute.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun CI Tau on huomannut tähtitieteilijöiden huomion. Vuonna 2016 tähtitieteilijät löysivät tähtien kiertävän kuuman Jupiterin. Tämä teki siitä nuorensa ensimmäisen tähden, jolla oli yksi näistä kuumista kaasu jättiläisistä. Kuuma Jupiter on kaasu jättiläinen samalla massa-alueella kuin oma Jupiter, mutta joka kiertää niin lähellä tähtiä, että on erittäin kuuma. Kuumat Jupiterit hämmentävät, koska emme ymmärrä, kuinka ne voivat muodostaa paikan päällä tai niin lähellä tähteä. Tähtitieteilijöiden mielestä tämäntyyppiset planeetat muodostuvat kauemmas tähtiä ja muuttuvat sisään. Kuinka tämä voisi tapahtua vain 2 miljoonan vuoden kuluttua?
Tässä uudessa tutkimuksessa Cambridge Universityn johtama tutkijaryhmä on kääntänyt silmänsä jälleen CI Tau: n suuntaan. He käyttivät Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -yksikköä etsiäkseen CI Tau -järjestelmästä sisaruksia kuumaan Jupiteriin. Se mitä he löysivät, lisäsi järjestelmän salaperäisyyttä. He löysivät 3 muuta tähtiä kiertävää kaasujättiläätä ja yksi heistä seuraa kaukana olevaa kiertorataa tuhat kertaa kauemmas tähtiä kuin sisin planeetta, edellä mainittu kuuma Jupiter. Lehden mukaan tämä on "… massiivisin ekso-planeettojen kokonaisuus, joka on koskaan havaittu tässä iässä". Mitä tämä kaikki tarkoittaa?
"Tällä hetkellä on mahdotonta sanoa, onko CI Taussa nähty äärimmäinen planetaarinen arkkitehtuuri yleinen kuumissa Jupiter-järjestelmissä ..." - professori Cathie Clarke, Cambridgen yliopiston tähtitieteen instituutti.
Toistaiseksi emme ole varmoja. Noin 1% tähtiä isännöi kuumia Jupitereita, mutta suurin osa tunnetuista kuumista Jupitereista on satoja kertoja vanhempia kuin CI Tau. Koska planeettamme eivät tiedämme, että tähti voi muodostua ennen kuin tähti muodostuu, kuinka tähtitieteilijät selittävät tämän järjestelmän tapahtumia?
”Tällä hetkellä on mahdotonta sanoa, onko CI Taussa nähty äärimmäinen planeettaarkkitehtuuri yleinen kuumissa Jupiter-järjestelmissä, koska tapa, jolla nämä sisar planeetat havaittiin - niiden vaikutuksesta protoplanetaariseen levyyn - ei toimisi vanhemmissa järjestelmissä, joissa ei enää ole protoplanetaarinen levy ”, kertoi professori Cathie Clarke Cambridgen tähtitieteen instituutista, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.
Täällä on tarpeeksi kysymyksiä pitämään tähtitieteilijäryhmä kiireisenä koko uransa ajan. Tutkijoiden mukaan on epäselvää, mikä rooli sisar planeetoilla oli, jos sellainen oli, ajaessaan sisin planeetta sen äärimmäisen läheiselle kiertoradalle. On myös epäselvää, onko mikä tahansa järjestelmässä käytettävä mekanismi sama mekanismi, joka tekee kuumista Jupitereista yleensä. Ja toinen mysteeri on, kuinka kaksi ulompaa planeettaa muodostuivat.
"Planeettamuodostusmallit keskittyvät yleensä mahdollisuuteen tehdä jo havaittuja planeetatyyppejä, joten uudet löytöt eivät välttämättä sovi malleihin", Clarke sanoi. ”Saturnuksen massa planeettojen oletetaan muodostuvan keräämällä ensin kiinteän ytimen ja vetämällä sen jälkeen kerroksen kaasukerrosta, mutta näiden prosessien oletetaan tapahtuvan erittäin hitaasti suurilla etäisyyksillä tähtiä. Useimmat mallit kamppailevat saadakseen tästä massasta planeettoja tällä etäisyydellä. "
Tämä tietenkin tekee tiedestä niin kiinnostavan ja tehokkaan. Astronomit havaitsevat jotain ja luovat mallin selittääkseen sen. Sitten he seuraavat tarkkailua, ja jotkut löytöt vahvistavat mallia, kun taas jotkut haastavat sen. Joten malli päivittyy jatkuvasti ja edustaa ajan kuluessa realistisemmin suurempaa ja suurempaa otosta havainnoista.
Astronomit jatkavat tämän järjestelmän tutkimista yrittääkseen selvittää joitain näistä mysteereistä. ALMA on mullistanut protoplanetaaristen levyjen tutkimuksen, ja tuleva työ työstää epäilemättä voimakkaasti uudelleen ALMA: ta. Sillä on valta kuvata planeettoja, jotka muodostuvat protoplanetaaristen levyjen sisäpuolelle, jotka ovat himmeitä, huonosti valaistuja paikkoja, joihin on erittäin vaikea nähdä.
Ole valmis yllättämään siitä, mitä ALMA näkee. Uudelleen.
- Cambridgen yliopiston lehdistötiedote: "Nuoren tähden ympärillä olevat jättiläiset planeetat herättävät kysymyksiä planeettojen muodosta"
- Tutkimusasiakirja: ”CI Tau -protoplanetaarisen levyn korkearesoluutioinen millimetrikuva: protoplaneettojen massiivinen kokonaisuus 0,1–100 au”
- Rice University: n lehdistötiedote: "Tähtitieteilijät löytävät jättiläisen planeetan hyvin nuoren tähden ympärillä"
- Wikipedian sivu: Nebular Hypoteesi
