Naprawdę żyjemy w niesamowitym czasie na badania egzoplanet. Jeszcze niedawno zaczęły wyrastać bezpośrednie obrazy, a także pierwsze widma atmosfer takich planet. Dostępnych jest tak wiele danych, że astronomowie zaczęli nawet wyciągać wnioski na temat tego, jak mogły powstać te dodatkowe planety słoneczne.
Ogólnie istnieją dwie metody formowania się planet. Pierwszym z nich jest koakrecja, w której gwiazda i planeta formowałyby się w wyniku zapadania grawitacyjnego niezależnie od siebie, ale w wystarczająco bliskiej odległości, aby ich wzajemna grawitacja wiązała je razem na orbicie. Drugą metodą, dzięki której powstał nasz Układ Słoneczny, jest metoda dyskowa. W tym materia z cienkiego dysku wokół proto-gwiazdy zapada się, tworząc planetę. Każdy z tych procesów ma inny zestaw parametrów, które mogą pozostawić ślady, które mogłyby pozwolić astronomom odkryć, która metoda jest dominująca. Nowy artykuł Helmuta Abta z Krajowego Obserwatorium Kitt Peak analizuje te cechy i stwierdza, że z naszego obecnego pobierania próbek egzoplanet nasz układ słoneczny może być dziwny.
Pierwszym parametrem, który odróżnia dwie metody formowania, jest mimośrodowość. Aby ustalić linię odniesienia dla porównania, Abt najpierw wykreślił rozkład mimośrodów dla 188 gwiazd podwójnych w sekwencji głównej i porównał to z tym samym rodzajem wykresu dla jedynego znanego układu, który uformował się metodą dyskową (nasz Układ Słoneczny). Ujawniło to, że chociaż większość gwiazd ma orbity o niskiej ekscentryczności, odsetek ten spada powoli wraz ze wzrostem ekscentryczności. W naszym Układzie Słonecznym, w którym tylko jedna planeta (Merkury) ma mimośrodowość większą niż 0,2, rozkład spada znacznie bardziej gwałtownie. Kiedy Abt skonstruował rozkład dla 379 planet o znanej mimośrodowości, był prawie identyczny jak dla gwiazd podwójnych.
Podobny wykres został stworzony dla pół-głównej osi gwiazd podwójnych i naszego układu słonecznego. Ponownie, gdy wykreślono to dla znanych dodatkowych planet słonecznych, rozkład był podobny do rozkładu układów podwójnych gwiazd.
Abt sprawdził również konfigurację systemów. Układy gwiezdne zawierające trzy gwiazdy zwykle zawierały parę gwiazd na ciasnej podwójnej orbicie z trzecią na znacznie większej orbicie. Porównując stosunki takich orbit, Abt skwantyfikował odstępy orbit. Jednak zamiast po prostu porównać z Układem Słonecznym, wziął pod uwagę analogiczną sytuację powstawania gwiazd wokół centralnej masy galaktyki i w ten sposób zbudował podobny rozkład. W tym przypadku wyniki były niejednoznaczne; Oba sposoby formowania dały podobne wyniki.
Wreszcie Abt zastanowił się nad ilością ciężkich pierwiastków w bardziej masywnym ciele. Powszechnie wiadomo, że większość planet pozasłonecznych znajduje się wokół gwiazd bogatych w metale. Chociaż nie ma powodu, aby planety formowały się na dysku nie mógł uformowane wokół gwiazd o dużej masie, z bogatą w metal chmurą, z której tworzą gwiazdy i planety jest jest to wymóg dla modelu koakrecji, ponieważ ma on tendencję do przyspieszania procesu zapadania się, umożliwiając pełne formowanie się gigantycznych planet, zanim chmura zostanie rozproszona, gdy gwiazda stanie się aktywna. Tak więc fakt, że ogromna większość planet pozasłonecznych istnieje wokół gwiazd bogatych w metal, sprzyja hipotezie koakrecji.
Podsumowując, zapewnia to cztery testy modeli formacji. W każdym przypadku obecne obserwacje sugerują, że większość odkrytych dotąd planet powstała z koacrecji, a nie w dysku. Jednak Abt zauważa, że jest to najprawdopodobniej spowodowane uprzedzeniami statystycznymi narzuconymi przez limity czułości obecnych instrumentów. Jak zauważa, astronomowie „nie mają jeszcze czułości prędkości radialnej do wykrywania układów dyskowych takich jak układ słoneczny, z wyjątkiem pojedynczych dużych planet, takich jak Jowisz przy 5 AU”. W związku z tym pogląd ten prawdopodobnie ulegnie zmianie wraz z pojawieniem się nowych generacji instrumentów. Rzeczywiście, w miarę udoskonalania się instrumentów do tego stopnia, że mapowanie trójwymiarowe staje się dostępne, a nachylenia orbity można bezpośrednio obserwować, astronomowie będą mogli dodać kolejny test w celu określenia trybów formowania.
EDYCJA: Po pewnym zamieszaniu i dyskusji w komentarzach chciałem dodać jeszcze jedną notatkę. Pamiętaj, że to tylko średni wszystkich systemów obecnie wiadomo, że wygląda jak system współzakładany Chociaż istnieją niewątpliwie niektóre z nich, które powstały z dysków, ich rzadkość w bieżących danych sprawia, że nie wyróżniają się. Z pewnością wiemy o najmniej jeden system, który dobrze pasuje do metody dyskowej. To ostatnie odkrycie Keplera, w którym zaobserwowano trzy planety przelatujące przez swoją gwiazdę macierzystą, pokazuje, że wszystkie te planety musieć leżeć na dysku, który nie spełnia oczekiwań niezależnej kondensacji. W miarę odkrywania kolejnych systemów tego typu, spodziewamy się, że rozkłady testów opisanych powyżej staną się bimodalne, mając komponenty pasujące do każdej hipotezy tworzenia.
