Forskare har utvecklat en ny teori om bildandet av steniga planeter, som kan förklara ursprunget till de så kallade "superjordarna". Det här är klass exoplaneter, som är flera gånger mer massiva än jorden och är den vanligaste typen av planeter i galaxen. Det förklarar också varför "superjordar" inom samma planetsystem ofta ser förvånansvärt lika ut i storlek, som om varje system bara är kapabelt att producera en typ av planet.
"Våra observationer av exoplaneter har ökat under det senaste decenniet, och det har blivit tydligt att standardteorin om planetbildning behöver revideras. Vi behöver en teori som samtidigt kan förklara bildandet av jordiska planeter i vårt solsystem, såväl som ursprunget till liknande system av superjordar, av vilka många är steniga till sin sammansättning, säger forskarna.
Planetsystem börjar sina livscykler som stora skivor av gas och damm som kompakteras under några miljoner år eller så. Det mesta av gasen samlas in i stjärnan i mitten av systemet, medan fast material långsamt smälter samman till asteroider, kometer, planeter och månar.
Det finns två typer av planeter i solsystemet: mindre steniga planeter som ligger närmare solen, och vatten- och väterika gasjättar som är längre bort från solen. Tidigare tillät denna separation forskare att anta att bildningen av planeterna i solsystemet ägde rum i två olika ringar protoplanetarisk skiva: den inre, där små steniga planeter bildades, och den yttre – för mer massiva isiga planeter.
Superjordar är mer massiva än jorden. Vissa av dem har till och med en väteatmosfär, vilket gör dem till nästan gasjättar. Dessutom finns de ofta i omloppsbanor nära sina stjärnor, vilket tyder på att de migrerade till sin nuvarande plats från mer avlägsna punkter. Forskarna byggde en modell som "kunde förklara superjordarnas massor och banor, men förutspådde att de var rika på vatten. Nya observationer har dock visat att de flesta superjordar är steniga, som jorden, även om de är omgivna av en väteatmosfär. Så modellen stämde inte överens med verkligheten.
Forskare studerade dessa exoplaneter och gjorde en ovanlig upptäckt – även om det finns en mängd olika typer av superjordar, tenderar alla inom samma planetsystem att vara lika i omloppsavstånd, storlek, massa och andra nyckelegenskaper. "I huvudsak har du en planetfabrik som bara vet hur man gör planeter med samma massa", säger forskarna.
Så vilken enskild process kunde ha gett upphov till de steniga planeterna i vårt solsystem, såväl som de homogena systemen av steniga superjordar? Svaret kan ligga i teorin om bildandet av de fyra största satelliterna Jupiter (Io, Europa, Ganymedes och Callisto). Forskare tror att när kosmiska dammpartiklar är inom ett visst storleksintervall upphäver kraften som drar dem mot Jupiter och kraften som bär dem i den yttre gasströmmen varandra. Denna kraftbalans skapade en ring av material som utgjorde de starka byggstenarna för den efterföljande bildandet av satelliter. Teorin antyder vidare att kropparna kommer att växa i ringen tills de är tillräckligt stora för att fly, och sedan sluta växa.
Så forskare antar att mekanismen för bildandet av planeter runt stjärnor är i stort sett densamma. I planetfallet uppstår en stor koncentration av hårt stenigt material i ett smalt band av skivan, där partiklarna kondenserar för att bilda en hård, stenig sten. Den nya teorin identifierar bandet som den troliga platsen för en "planetfabrik" som så småningom kan skapa flera steniga planeter av samma storlek, och stöds av datorsimuleringar.
Den nya teorin kan förklara olika typer av planetsystem ur en enda synvinkel. Om den steniga ringen innehåller en stor massa växer planeterna tills de vandrar bort från ringen, vilket resulterar i ett system av liknande superjordar. Om ringen innehåller lite massa, bildas ett system som är mycket mer likt de jordiska planeterna i vårt solsystem.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Läs också: