Téměř všechny dosud objevené extrasolární planety byly obrovské, velikosti Jupiteru a výše. Otázka zní: mohly by menší planety Země trvat ve stejných hvězdných systémech? Vědci vytvořili simulaci, ve které byly malé planety umístěny do stejného systému jako větší planety, aby zjistily, zda dokáží shromáždit dostatek materiálu, aby se staly tak velkými jako Země. Zjistili, že jeden blízký systém - 55 Cancri - mohl tvořit pozemské planety se značnou vodou v obytné zóně.
Neustálý objev obřích planet obíhajících kolem jiných hvězd, než je naše slunce, zvýšil spekulace, že v blízkých planetárních systémech mohou existovat světy zemského typu schopné udržet život. Nyní vědci provádějící počítačové simulace pro čtyři blízké systémy, které obsahují obří planety o velikosti Jupiteru, našli ten, který by mohl vytvořit planetu podobnou Zemi se správnými podmínkami pro podporu života.
Druhý systém bude pravděpodobně mít pás skalnatých těl velikosti Marsu nebo menší. Další dva, modely ukazují, nemají vhodné podmínky pro vytvoření planety Země. Každý systém leží do 250 světelných let Země (světelný rok je asi 5,88 bilionů mil). Astronomové již našli důkazy, že každý systém obsahuje nejméně dvě obří planety o hmotnosti Jupiteru, které se stěhovaly blízko svých hvězd, snad tak blízko, jako je Merkur vůči slunci.
Pro každý ze čtyř systémů vědci provedli 10 počítačových simulací, které do systému umístily embrya malých planet nebo protoplanet, aby zjistili, zda jsou schopni shromáždit více materiálu a vytvořit skutečnou planetu o velikosti Země. Každá simulace předpokládala stejné podmínky v planetárním systému s tím rozdílem, že pozice a hmotnost každého protoplanetu byla mírně změněna, řekl Sean Raymond, postdoktorandský výzkumník na University of Colorado, který se práce zúčastnil, zatímco on byl astronomickým doktorandem na University of Washington.
Raymond je hlavním autorem článku popisujícího výzkum publikovaný v červnu v Astrophysical Journal. Spoluautory jsou Rory Barnes, postdoktorandský výzkumník na Arizonské univerzitě, který se na práci také podílel, zatímco doktorand UW astronomie, a Nathan Kaib, doktorand UW astronomie. Práce byla financována Národní leteckou a kosmickou správou, Astrobiologickým ústavem NASA a Národní vědeckou nadací.
"Je vzrušující, že naše modely ukazují obyvatelnou planetu, planetu s hmotností, teplotou a obsahem vody podobnou Zemi, která se mohla vytvořit v jednom z prvních detekovaných extrasolárních systémů s více planetami," řekl Barnes.
Nedávné studie ukazují, že mnoho známých extrasolárních planetárních systémů má regiony dostatečně stabilní, aby podporovaly planety od masy Země po Saturn. Modely UW testovaly formování planet v systémech zvaných 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 a HD 74156. Vědci předpokládali, že systémy jsou kompletní a oběžné dráhy jejich obřích planet jsou dobře zavedeny. Předpokládali také podmínky, které by mohly umožnit vytvoření malých těl, které by se mohly vyvinout ve skalnaté planety podobné Zemi.
V modelech vědci umístili embrya planet o velikosti planet mezi obří planety a umožnili jim vyvíjet se po dobu 100 milionů let. Na základě těchto předpokladů našli pozemské planety snadno vytvořené v 55 Cancri, někdy se značnou vodou a oběžnými dráhami v obytné zóně systému. Zjistili, že HD 38529 bude pravděpodobně podporovat asteroidní pás a tělesa velikosti Mars nebo menší, ale žádné pozoruhodné pozemské planety. V HD 37124 a HD 74156 nebyly vytvořeny žádné planety.
"Co mě nejvíce překvapilo, bylo vidět systém, který tvořil pouze planety o velikosti Marsu nebo menší," řekl Raymond. "Všechno, co rostlo příliš velké, by bylo nestabilní, takže došlo k nahromadění spousty menších protoplanet, možná jedna desetina velikosti Země."
Kaib řekl, že bylo významné, že modely ukazují, že podmínky mohou zůstat dostatečně stabilní po dobu 100 miliónů let, takže planetární embryo bude mít šanci shromáždit více substance a vyvinout v těle velikosti měsíce nebo Marsu. "V našem raném systému to vypadalo pravděpodobně naše vnitřní sluneční soustavě se stovkami těl, které mají takovou velikost," řekl
Extrasolar planety byly objeveny s rostoucí frekvencí v posledních letech kvůli technikám, které detekují obří planety jejich gravitačním účinkem na jejich mateřské hvězdy. Není jisté, jak se obří planety vyvíjejí, ale předpokládá se, že se formují daleko od svých hostitelských hvězd a poté migrují dovnitř, tlačené plynovými disky, ze kterých se vytvořily. Pokud k migraci dojde pozdě ve vývoji systému, obří planety by mohly zničit většinu materiálů potřebných k vytvoření planet podobných Zemi, řekl Raymond. Poznamenal, že zatímco přítomnost obřích planet je poměrně dobře zavedená, bude nějakou dobu trvat, než bude možné detekovat mnohem menší planety Země kolem jiných hvězd.
Pro další nedávný článek Raymond provedl více než 450 počítačových simulací k mapování obřích oběžných planet, které umožňují vytváření planet podobných Zemi. Pokud je obří planeta příliš blízko, zabrání se tomu, aby se skalní materiál hromadil na planetu Země. Tato studie ukázala, že pouze asi 5 procent známých obřích planetárních systémů bude pravděpodobně mít planety podobné Zemi. Ale kvůli dlouhým časům pozorování a citlivému vybavení potřebnému k detekci planet velikosti Saturn a Jupiter je možné, že v této galaxii by mohlo být mnoho planetárních systémů, jako je ten náš, řekl.
Původní zdroj: UW News Release
