Hvězdy typu M (červené trpaslíci) jsou chladnější objekty s nízkou hmotností a nízkou svítivostí, které tvoří naprostou většinu hvězd v našem vesmíru - což představuje 85% hvězd pouze v galaxii Mléčná dráha. V posledních letech se tyto hvězdy ukázaly jako pokladnice pro lovce exoplanet, přičemž kolem nejbližších červených trpaslíků Sluneční soustavy bylo potvrzeno několik planet pozemských (známých jako Země).
Ale co je ještě překvapivější, je skutečnost, že u některých červených trpaslíků bylo zjištěno, že mají planety srovnatelné co do velikosti a hmotnosti jako Jupiter, který je obíhá. Nová studie provedená týmem vědců z University of Central Lancashire (UCLan) se zabývala záhadou, jak by se to mohlo stát. Jejich práce v podstatě ukazuje, že plynové obry vznikají jen několik tisíc let.
Studie, která se nedávno objevila v časopise Astronomie a astrofyzika, byl díl Dr. Anthony Mercer a Dr. Dimitris Stamatellos z UCLan Jeremiah Horrocks z Ústavu pro matematiku, fyziku a astronomii (JHI - MPA). Dr. Mercer, čtenář astrofyziky s JHI - MPA, vedl výzkum pod dohledem Dr. Stamatellosa, který vede skupinu „Teoretická tvorba hvězd a exoplanety“.
Společně studovali, jak by se mohly kolem červených trpaslíků tvořit planety, aby určily, jaký mechanismus umožní vznik superhmotných plynových obrů. Podle konvenčních modelů formování planety, kde postupné hromadění prachových částic vede k progresivně větším tělesům, by systémy červeného trpaslíka neměly mít dostatek hmoty k vytvoření planet typu super-Jupiter.
Pro zkoumání této nesrovnalosti použili Mercer a Dr. Stamatellos britský distribuovaný výzkum pomocí superpočítače Advanced Computing (DiRAC) - který propojuje zařízení v Cambridge, Durhamu, Edinburghu a Leicesterské univerzitě - k simulaci vývoje protoplanetárních disků kolem červených trpaslíků. Tyto rotující disky plynu a prachu jsou běžné u všech nově narozených hvězd a jsou tím, co nakonec vede k formování planety.
Zjistili, že pokud jsou tyto mladé disky dostatečně velké, mohou se roztříštit na různé kousky, které by se díky vzájemné gravitační přitažlivosti spojily do plynových obřích planet. To by však vyžadovalo, aby se planety vytvořily během několika tisíc let, což je časový horizont, který je astrofyzikálně velmi rychlý. Jak vysvětlil Dr. Mercer:
„Skutečnost, že se planety budou moci tvořit v tak krátkém časovém horizontu kolem malých hvězd, je neuvěřitelně vzrušující. Naše práce ukazuje, že formování planety je obzvláště robustní: jiné světy se mohou tvořit i kolem malých hvězd různými způsoby, a proto planety mohou být rozmanitější, než jsme si dříve mysleli. “
Jejich výzkum také ukázal, že tyto planety budou po vytvoření velmi horké, přičemž teploty v jejich jádrech dosáhnou tisíce stupňů. Protože nemají interní zdroj energie, postupem času by mizeli. To znamená, že tyto planety by bylo snadné pozorovat na infračervené vlnové délce, když jsou ještě mladé, ale okno pro přímé pozorování by bylo malé.
Přesto by takové planety mohly být stále pozorovány nepřímo na základě jejich vlivu na jejich hostitelskou hvězdu, což je způsob, jak byly planety obíhající kolem červených trpaslíků obvykle nalezeny. Toto je známé jako metoda radiální rychlosti (aka. Dopplerova spektroskopie), kde změny ve spektrech hvězd naznačují, že se pohybuje, což je známkou planet, které na ni působí gravitačním vlivem. Stamatellos dodal:
"Bylo to poprvé, co jsme byli schopni vidět nejen planety, které se vytvářejí v počítačových simulacích, ale také jsme mohli určit jejich počáteční vlastnosti s velkými detaily. Bylo fascinující zjistit, že tyto planety jsou „rychlé a zběsilé“ - rychle se tvoří a jsou nečekaně horké. “
Tyto výsledky nejsou nic, pokud nejsou aktuální. Astronomové nedávno objevili kolem planety Proxima Centauri druhou extrasolární planetu, která je naší nejbližší hvězdou. Na rozdíl od Proximy b, což je Země, skalnatá a obíhající v obývatelné zóně hvězdy; Předpokládá se, že Proxima c je 1,5krát větší než Země, je o polovinu hmotnější než Neptun (což z něj činí mini-Neptun) a obíhá daleko mimo obyvatelnou zónu Proxima Centauri.
Vědomí, že existuje možný mechanismus, který umožňuje plynovým obřím, aby se tvořili kolem rudých trpaslíků, nás posunuje o krok blíže k pochopení těchto zcela společných, ale stále záhadných hvězd.
