Gwiazdy typu M (czerwony karzeł) to chłodniejsze obiekty o niskiej masie i niskiej jasności, które stanowią ogromną większość gwiazd we Wszechświecie - stanowiących 85% gwiazd w samej Galaktyce Drogi Mlecznej. W ostatnich latach gwiazdy te okazały się skarbnicą dla łowców egzoplanet, a wiele planet naziemnych (zwanych także Ziemiami) zostało potwierdzonych wokół najbliższych czerwonych karłów Układu Słonecznego.
Ale jeszcze bardziej zaskakujący jest fakt, że odkryto, że niektóre czerwone karły mają planety, które pod względem wielkości i masy są porównywalne z krążącymi wokół nich Jowiszem. Nowe badanie przeprowadzone przez zespół naukowców z University of Central Lancashire (UCLan) rozwiązało zagadkę tego, jak to się może stać. Zasadniczo ich praca pokazuje, że powstanie gigantów gazowych zajmuje tylko kilka tysięcy lat.
Badanie, które niedawno ukazało się w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka, był dziełem dr Anthony Mercer i dr Dimitris Stamatellos z UCLan Jeremiah Horrocks z Instytutu Matematyki, Fizyki i Astronomii (JHI - MPA). Dr Mercer, Astrophysics Reader z JHI - MPA, kierował badaniami pod nadzorem dr Stamatellosa, który kieruje grupą instytutu „Teoretyczne formowanie gwiazd i egzoplanety”.
Wspólnie zbadali, w jaki sposób planety mogą formować się wokół czerwonych karłów, aby ustalić, jaki mechanizm pozwoli na tworzenie supermasywnych gazowych gigantów. Zgodnie z konwencjonalnymi modelami formowania się planet, gdzie stopniowe gromadzenie się cząstek pyłu prowadzi do coraz większych ciał, układy czerwonych karłów nie powinny mieć wystarczającej masy, aby tworzyć planety typu super-Jowisza.
Aby zbadać tę rozbieżność, Mercer i dr Stamatellos wykorzystali brytyjskie badania rozproszone za pomocą superkomputera Advanced Computing (DiRAC) - który łączy obiekty w Cambridge, Durham, Edynburgu i Leicester University - w celu symulacji ewolucji dysków protoplanetarnych wokół gwiazd czerwonych karłów. Te wirujące dyski gazu i pyłu są wspólne wokół wszystkich nowo urodzonych gwiazd i są tym, co ostatecznie prowadzi do powstawania planet.
Odkryli, że jeśli te młode dyski są wystarczająco duże, mogą się one podzielić na różne części, które zlewałyby się ze względu na wzajemne przyciąganie grawitacyjne, tworząc gazowe gigantyczne planety. Wymagałoby to jednak, aby planety uformowały się w ciągu kilku tysięcy lat, a czas jest niezwykle szybki pod względem astrofizycznym. Jak wyjaśnił dr Mercer:
„Fakt, że planety mogą formować się w tak krótkim czasie wokół maleńkich gwiazd, jest niezwykle ekscytujący. Nasza praca pokazuje, że formowanie się planet jest wyjątkowo silne: inne światy mogą formować się nawet wokół małych gwiazd na różne sposoby, dlatego planety mogą być bardziej zróżnicowane, niż wcześniej sądziliśmy. ”
Ich badania wykazały również, że planety te byłyby bardzo gorące po ich uformowaniu, a temperatury w ich rdzeniach sięgały tysięcy stopni. Ponieważ nie mają wewnętrznego źródła energii, z czasem słabną. Oznacza to, że planety te można łatwo obserwować w zakresie długości fal podczerwonych, gdy są jeszcze młode, ale okno do bezpośredniej obserwacji byłoby małe.
Mimo to takie planety nadal można obserwować pośrednio w oparciu o ich wpływ na gwiazdę macierzystą, w taki sposób zwykle znajdowane są planety krążące wokół gwiazd czerwonego karła. Jest to znane jako Metoda Prędkości Radialnej (aka. Spektroskopia Dopplera), w której zmiany w widmach gwiazdy wskazują, że się porusza, co wskazuje na wpływ planet na nią. Stamatellos dodał:
„Po raz pierwszy mogliśmy nie tylko zobaczyć planety formujące się w symulacjach komputerowych, ale także określić ich pierwotne właściwości z dużą szczegółowością. Fascynujące było odkrycie, że planety te są „szybkie i wściekłe” - formują się szybko i są nieoczekiwanie gorące ”.
Te wyniki są niczym, jeśli nie na czas. Ostatnio astronomowie wykryli drugą planetę pozasłoneczną wokół Proximy Centauri, najbliższej naszej gwiazdy. W przeciwieństwie do Proximy b, która jest wielkości Ziemi, jest skalista i krąży wokół strefy zamieszkania gwiazdy; Uważa się, że Proxima c jest 1,5 razy większa od Ziemi, w połowie tak masywna jak Neptun (co czyni ją mini-Neptunem) i krąży daleko poza strefą zamieszkiwaną przez Proxima Centauri.
Wiedząc, że istnieje możliwy mechanizm, który pozwala gazowym gigantom tworzyć się wokół czerwonych karłów, przybliża nas o krok do zrozumienia tych całkowicie powszechnych, ale wciąż tajemniczych gwiazd.
