Lähes kaikki tähän mennessä löydetyt ekstrasolaariset planeetat ovat olleet valtavia, Jupiterin kokoisia ja sitä korkeampia. Kysymys on: voisiko pienemmät maapallon planeetat kestää samoissa tähtijärjestelmissä? Tutkijat loivat simulaation, jossa pienet planeetat laitettiin samaan järjestelmään kuin suurempien planeettojen nähdäkseen, pystyivätkö ne keräämään tarpeeksi materiaalia tullakseen niin suuriksi kuin Maa. He havaitsivat, että yksi lähellä oleva järjestelmä - 55 Cancri - olisi voinut muodostaa maanpäällisiä planeettoja, joissa asuttavalla alueella olisi runsaasti vettä.
Muiden kuin aurinkojemme ympäri kiertävien jättiläisten planeettojen tasainen löytö on lisännyt spekulointia siitä, että lähellä olevilla planeettajärjestelmissä voisi olla maapallotyyppisiä maailmoja, jotka kykenevät ylläpitämään elämää. Nyt tutkijat, jotka suorittavat tietokoneen simulaatioita neljään läheiseen järjestelmään, jotka sisältävät Jupiterin kokoisia jättiläisiä planeettoja, ovat löytäneet sellaisen, joka olisi voinut muodostaa maapallomaisen planeetan, jolla olisi oikeat olosuhteet elämän tukemiseksi.
Toisessa järjestelmässä on todennäköisesti Marsin kokoista tai pienempää kivisten kappaleiden hihna. Kahdessa muussa, mallit osoittavat, ei ole asianmukaisia olosuhteita maapallon kokoisen planeetan muodostamiseksi. Jokainen järjestelmä sijaitsee 250 valovuoden päässä maapallosta (valovuosi on noin 5,88 biljoonaa mailia). Tähtitieteilijät ovat jo löytäneet todisteita siitä, että kukin järjestelmä sisältää ainakin kaksi Jupiterin massaa kohti olevaa jättiläistä planeettaa, jotka ovat muuttaneet lähelle tähtiään, ehkä yhtä lähellä kuin elohopeaa on aurinko.
Jokaiselle neljälle järjestelmälle tutkijat suorittivat 10 tietokoneistettua simulaatiota, jotka sijoittivat järjestelmään pienten planeettojen alkioita tai protoplaneetteja nähdäkseen, kykenevätkö he keräämään enemmän materiaalia ja muodostamaan todellisen planeetan kokoisen maan. Jokainen simulaatio oletti samat olosuhteet planeettajärjestelmässä paitsi että kunkin protoplaneetan sijainti ja massa muuttui hieman, sanoi Coloradon yliopiston tutkijatohtori Sean Raymond, joka osallistui työhön ollessaan tähtitieteen jatko-opiskelija Washingtonin yliopisto.
Raymond on johtava kirjoittaja tutkimukselle, joka kuvaa kesäkuussa Astrophysical Journal -lehdessä julkaistua tutkimusta. Yhteiskirjailijoita ovat Rory Barnes, tutkijatohtori Arizonan yliopistossa, joka myös osallistui työhön UW-tähtitieteen tohtoriopiskelijana, ja Nathan Kaib, UW-tähtitieteen jatko-opiskelija. Työtä rahoittivat Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto, NASA: n Astrobiologiainstituutti ja Kansallinen tiedesäätiö.
"On mielenkiintoista, että mallimme esittävät asuttavan planeetan, planeetan, jonka massa, lämpötila ja vesipitoisuus ovat samanlaisia kuin Maan, olisi voinut muodostua yhteen ensimmäisistä havaittujen ekstrasolaaristen moniplaneettojen järjestelmistä", Barnes sanoi.
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että monilla tunnetuilla ekstrasolaarisilla planeettajärjestelmillä on alueita, jotka ovat riittävän vakaita tukemaan planeettoja maapallon massasta Saturnuksen massaan. UW-mallit testasivat planeetan muodostumista järjestelmissä nimeltään 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 ja HD 74156. Tutkijat olettivat järjestelmien olevan täydelliset ja niiden jättiläisten planeettojen kiertoradat ovat vakiintuneet. He olettivat myös olosuhteet, jotka saattavat sallia pienten kappaleiden muodostumisen, jotka voivat kehittyä kallioisiksi, maapallomaisiksi planeeteiksi.
Malleissa tutkijat sijoittivat kuukokoisia planeetan alkioita jättiläisten planeettojen väliin ja antoivat niiden kehittyä 100 miljoonan vuoden ajan. Näiden oletusten perusteella he löysivät maanpäälliset planeetat, jotka muodostuivat helposti 55 kanavaan, toisinaan huomattavan määrän vettä ja kiertoratoja järjestelmän asumisalueella. He löysivät HD 38529: n todennäköisesti tukevan asteroidihihnaa ja Marsin kokoisia tai pienempiä kappaleita, mutta ei merkittäviä maanpäällisiä planeettoja. HD 37124: een ja HD 74156: een ei muodostunut planeettoja.
"Eniten yllättävää oli nähdä järjestelmä, joka muodosti vain Marsin kokoisia tai sitä pienempiä planeettoja", Raymond sanoi. "Mikä tahansa, joka kasvoi liian suureksi, olisi epävakaa, joten siellä oli kertynyt paljon pienempiä protoplaneetteja, jotka olivat kenties kymmenesosa Maan koosta"
Kaib sanoi, että oli merkityksellistä, että mallit osoittivat olosuhteiden pysyvän riittävän vakaina 100 miljoonan vuoden ajan, jotta planeettaalkialla olisi mahdollisuus kerätä enemmän ainetta ja kehittyä kuun tai Marsin kokoiseksi ruumiiksi. "Varhaisessa järjestelmässämme se todennäköisesti näytti sisäisestä aurinkokuntamme, jossa oli satoja ruumiita, jotka olivat kooltaan kokoisia", hän sanoi
Ekstrasolaarisia planeettoja on löydetty viime vuosina lisääntyvällä taajuudella tekniikoiden takia, jotka havaitsevat jättiläisiä planeettoja niiden painovoiman vaikutuksesta vanhempaan tähtiin. On epävarmaa, kuinka jättiläiset planeetat kehittyvät, mutta niiden ajatellaan muodostuvan kaukana isäntähteistään ja muuttaneen sitten sisäänpäin työntäen kaasulevyjen kautta, joista ne muodostuivat. Jos muuttoliike tapahtuu myöhässä järjestelmän kehityksessä, jättiläinen planeetta voi tuhota suurimman osan maapallon kaltaisten planeettojen rakentamiseen tarvittavista materiaaleista, Raymond sanoi. Hän huomautti, että vaikka jättiläisten planeettojen läsnäolo on melko vakiintunutta, kestää jonkin aikaa, ennen kuin on mahdollista havaita paljon pienempiä maapallon planeettoja muiden tähtien ympärillä.
Toisessa äskettäisessä lehdessä Raymond suoritti yli 450 tietokonesimulaatiota kartoittamaan jättiläisiä planeettojen kiertoratoja, joiden avulla maapallomaiset planeetat voivat muodostua. Jos jättiläinen planeetta on liian lähellä, se estää kallioista materiaalia kerääntymästä maapallon kokoiseen planeettaan. Tutkimus osoitti, että vain noin viidellä prosentilla tunnetuista jättiläinen planeettajärjestelmistä on todennäköisesti maapallon kaltaisia planeettoja. Mutta koska pitkiä havaintoaikoja ja arkaluonteisia laitteita, joita tarvitaan Saturnuksen ja Jupiterin kokoisten planeettojen havaitsemiseksi, on mahdollista, että tässä galaksissa voi olla monia meidän kaltaisia planeettajärjestelmiä, hän sanoi.
Alkuperäinen lähde: UW-lehdistötiedote
