Tällä hetkellä me tiedämme noin 4000 vahvistettua eksoplaneettaa, lähinnä Kepler-operaation ansiosta. TESS, Transit Exoplanet Survey Satellite, ohjaa todennäköisesti tuon 4000 paljon. Entä tähdet, joita kaikki nämä planeetat kiertävät?
Jenan yliopiston astrofysiikan instituutin ja yliopiston observatorion uudessa tutkimuksessa tunnistettiin yli 200 eksoplaneettaa, joita esiintyy useissa tähtijärjestelmissä. Tutkimus on osa pyrkimyksiä ymmärtää, kuinka isäntähdet muodostavat planeettojen muodostumisen ja kehityksen.
Tämän tutkimuksen kirjoittaja on tohtori Markus Mugrauer, astrofysiikka Jenan yliopiston astrofysiikan instituutista ja yliopiston observatoriosta, Saksa. Hänen työnsä perustuu Gaian toiseen tiedonantoon, ESA: n tehtävänä on luoda 3D-kartta galaksistamme. Mugrauer on kiinnostunut siitä, kuinka monen tähden järjestelmä muotoilee planeetan muodostumista ja kehitystä, mikä tapahtuu varhaisessa vaiheessa aurinkokunnan elämässä.
"Useita tähtijärjestelmiä on hyvin yleisiä Linnunradallamme."
Dr. Markus Mugrauer, tutkimuksen kirjoittaja, Jenan yliopisto.
Uusi tutkimus osoittaa, että 1600 valovuoteen auringosta on 176 binaaritähteä, 27 hierarkkista kolmoista ja yksi hierarkkinen nelinkertainen järjestelmä, jotka kaikki isännöivät eksoplaneetteja. Tämä yhteensä 208 planeettojen kanssa varustettua monen tähden järjestelmää on pois yli 1300 eksoplaneetan isäntätähdestä samalla etäisyydellä.
Tutkimuksen otsikko on “Exoplanet-isäntätähteiden tähtien etsiminen tutkimalla toista ESA-Gaia tiedon julkaisu. ” Se julkaistaan kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kuukausitiedoissa 13. marraskuuta 2019. Mugrauer on ainoa kirjoittaja.
"Usean tähden järjestelmät ovat erittäin yleisiä Linnunradalla", selitti Mugrauer lehdistötiedotteessa. "Jos tällaisiin järjestelmiin kuuluu planeettoja, ne ovat erityisen kiinnostavia astrofysiikan kannalta, koska niissä olevat planeettajärjestelmät voivat poiketa aurinkokunnan järjestelmästä perustavanlaatuisilla tavoilla."
Linnunradan todellisten tähtiä on mahdotonta selvittää. Matalan massan tähtiä on vaikea löytää, varsinkin suurella etäisyydellä meistä. Tähtien edetessä tähtitieteilijät työskentelevät usein välillä 200-400 miljardia tähteä galaksissamme. Jotkut arviot osoittavat, että jopa 85% Linnunradan tähtiä on useissa tähtijärjestelmissä. Keplerin tiedot osoittavat, että vain kolmanneksella useista tähtijärjestelmistä on planeettoja. Mutta kuinka useat tähtijärjestelmät muodostavat niitä kiertäviä planeettoja, on edelleen kysymys, jolla on laajoja seurauksia.
Mugrauerin työ menee pidemmälle kuin monien tähtijärjestelmien löytäminen ja tunnistaminen, jotka isännöivät eksoplaneetteja. Hän halusi kuvata nämä aurinkokunnat yksityiskohtaisemmin. Hän havaitsi, että järjestelmien koko vaihtelee suuresti. Tiiviisti sidotuissa järjestelmissä on seuratähtiä 20 AU: n päässä tähdestään, mikä on samanlainen kuin Uranuksen etäisyys aurinkoomme, ja laajemmilla järjestelmillä on seuralaisia, jotka sijaitsevat yli 9000 AU: n päässä tähdestään. Niitä on kuitenkin useimmiten noin 1000 AU.
Hän kuvasi myös tähtityyppejä ja lukumääriä näissä järjestelmissä.
Mugrauer-tutkimuksen tähdet vaihtelevat iän, massan ja lämpötilan mukaan. Massiivisin tähti, jonka hän löysi, on 1,4 kertaa massiivisempi kuin aurinkoomme, ja vähiten massiiviset ovat vain 8 prosenttia auringon massasta. Seuralaisten massa on kuitenkin huippua välillä 0,15 - 0,3 aurinkopainoa. Monissa usean tähden järjestelmissä oli suurempi, ”hallitseva” tähti ja pienempi seuralainen: pienempi massa, viileät kääpiötähdet, jotka hehkuvat punaisiksi.
Yksi astronomien kohtaama kysymys on, pystyvätkö eksoplaneetat selviämään tähtien joskus tuhoisilta kouristuksilta, jotka ovat lähellä evoluution viimeisiä vaiheita. (nähdä Avaruuslehti: Vaikuttaa mahdottomalta, mutta jotenkin tämä planeetta selvisi tähtinsä punaisen jättiläisen vaiheesta. Mugrauer löysi kahdeksan valkoista kääpiötä useiden tähtijärjestelmiensä joukosta vahvistaen tapaa, että planeetat voivat selviytyä ainakin joskus, kun isäntähti ryöstävät tuhoaan sen ympäristössä. .
Mugrauerin tutkimuksen 208 usean tähden järjestelmästä valtaosa - 176 - on binaarisia tähtijärjestelmiä. Mutta on myös 27 kolmiosaista tähtijärjestelmää ja jopa yksi nelinkertainen tähtijärjestelmä. Ja 20–10 000 AU: n välillä 15 prosentilla tähtiä on seuralainen. Tämä on vastoin aurinkoa muistuttavien tähtien yleistä esiintymistiheyttä seuralaisten kanssa, jolloin tähtitieteilijät odottavat löytävänsä kaksinkertaisen määrän. Lisäksi seurantähti Mugrauer löysi tutkimuksestaan etäisyydet noin viisi kertaa suuremmat kuin “tavallisissa” järjestelmissä.
Mugrauerin mukaan "Nämä kaksi tekijää yhdessä voivat osoittaa, että useiden tähtivaikutus tähtijärjestelmässä häiritsee planeetan muodostumisprosessia ja niiden kiertoratojen kehitystä edelleen."
Tähtien seuralaisen läsnäolo voi häiritä planeetan muodostumisprosessia levyllä nuorten tähtien ympärillä. Sen painovoima voi myös vaikuttaa planeetan kiertoradan kehitykseen.
Mugrauer havaitsi, että noin 15 prosentilla tutkimuksensa exoplanet-majoitustähteistä on yksi tai useampi seuratähti. Mutta hän näkee tämän olevan vain työnsä alku. Hän aikoo jatkuvasti päivittää luetteloaan jatkuvana projektina, kun uudet eksoplaneetta-operaatiot, etenkin TESS, tekevät työnsä.
Tämän kasvavan tietokannan avulla, joka eksoplaneetalla isännöi useita tähtijärjestelmiä, tähtitieteilijät voivat alkaa vastata mielenkiintoiseen kysymykseen: miten planeetat muodostuvat, kehittyvät ja mukautuvat, kun heidän isäntähtään on seuralainen?
Lisää:
- Lehdistötiedote: Kaukaiset maailmat monien auringon alla
- Tutkimuspaperi: Etsi eksoplaneetan isäntätähteiden tähtikappaleita tutkimalla toista ESA-Gaia tietojen julkaisu
- Space Magazine: Se näyttää mahdottomalta, mutta jotenkin tämä planeetta selvisi tähden punaisesta jättiläisvaiheestaan
