Zahvaljujoč misiji Kepler in drugim prizadevanjem za iskanje eksoplanetov smo se naučili veliko o populaciji eksoplanetov. Vemo, da bomo verjetno našli eksoplanete super-Zemlje in Neptuna, ki krožijo okoli zvezd z nizko maso, medtem ko večje planete najdemo okoli bolj masivnih zvezd. To se dobro ujema z jedrno teorijo o planetarni tvorbi.
Toda niso vsa naša opažanja v skladu s to teorijo. Odkritje planeta Jupiterju, ki kroži okoli majhnega rdečega pritlikavca, pomeni, da naše razumevanje planetarne tvorbe morda ni tako jasno, kot smo mislili. Druga teorija planetarne tvorbe, imenovana teorija nestabilnosti diska, bi lahko pojasnila to presenetljivo odkritje.
Rdeča pritlikava zvezda se imenuje GJ 3512 in je od nas v glavnem Ursu približno 31 svetlobnih let. GJ 3512 je 0,12-kratna masa našega Sonca, planet, GJ 3512b, pa je 0,46-krat večji od mase Jupitra. To pomeni, da je zvezda le približno 250-krat bolj masivna od planeta. Ne samo to, ampak od zvezd je le 0,3 AU.
Primerjajte to z našim Osončjem, kjer je Sonce več kot 1000-krat bolj masivno kot največji planet Jupiter. Te številke se ne seštevajo, ko gre za teorijo o osnovnem povečanju.
Teorija jedrnega akcesije je najbolj sprejeta teorija planetarne tvorbe. Akumulacija jedra se zgodi, ko majhni trdni delci trčijo in strdijo, da tvorijo večja telesa. V daljšem časovnem obdobju ta gradi planete. Obstaja omejitev, kako deluje.
Ko se tvori trdno jedro, približno 10–20-kratno od velikosti Zemlje, je dovolj masivno, da lahko ustvari plin, ki tvori ovoj ali atmosfero okoli trdnega jedra. Ključno je, da jedrnica deluje drugače, odvisno od oddaljenosti od zvezde.
V notranjem osončju je zvezda prevzela večji del razpoložljivega materiala, manjši planeti pa se oblikujejo, kot je Zemlja. Zemlja ima tudi razmeroma majhno ozračje. V zunanjem osončju, zunaj tistega, kar imenujemo linija zmrzali, je iz planetov oblikovano veliko več materiala, čeprav je material manj gost. Tako končujemo s plinskimi velikani z obsežno atmosfero v zunanjem Osončju.
Toda v primeru GJ 3512 so raziskovalci našli nekaj nasprotij z razlago jedra. Najprej je razlog, da so zvezde majhne, ker ima celoten disk, ki ga tvorijo, manj materiala. Zvezdam, kot je GJ 3512, je preprosto zmanjkalo materiala, preden bi lahko postale zelo velike. Prav tako na protoplanetarnem disku ostane manj materiala za oblikovanje velikih planetov.
V svojem prispevku pravijo, da "na ta način za nastanek plinskega velikana <GJ 3512b> je treba zgraditi veliko planetarno jedro iz vsaj 5 zemeljskih mas." Pravijo, da se to ne more zgoditi okoli tako majhne zvezde.
Zdi se, da ta novi zvezdni sistem kot razlago izključuje osnovno teorijo akrekcije. Planet je v primerjavi z zvezdo preveč masiven. Vendar obstaja še ena teorija, imenovana teorija nestabilnosti diska.
Ko se mlada zvezda rodi v fuziji, jo obdaja vrteč se protoplanetarni disk materiala, ki je ostal od nastanka zvezde. Iz tega materiala se oblikujejo planeti. Teorija nestabilnosti diska pravi, da se vrtljivi disk materiala lahko hitro ohladi. Hitro ohlajanje lahko povzroči, da se material strdi v koščke velikosti planeta, ki se lahko pod lastno težo sesedejo, da tvorijo plinske velikane, kar preskoči postopek jedrenja.
Medtem ko bi jedro trajalo dolgo, bi nestabilnost diska lahko ustvarila velike planete v veliko krajšem času. To bi lahko razložilo iskanje velikih planetov tako blizu majhnih zvezd, kot v primeru GJ 3512.
Znanstveniki, ki stojijo za tem delom, so našli tudi druge nenavadnosti v tem sistemu. Pravijo, da je v sistemu morda tretji planet - tudi plinski velikan -, ki je vplival na GJ 3512b, kar je povzročilo njegovo podolgovato orbito. Prisotnost tega planeta je sklenjena po nenavadni orbiti GJ 3512b in ni bila opažena. Skupina, ki stoji za raziskavo, pravi, da je bil drugi sistem verjetno izpuščen iz sistema in je zdaj plašen planet.
Za boljše razumevanje tega sistema bo potrebno več študij z močnejšimi instrumenti. Po mnenju avtorjev je to odlična priložnost za prilagoditev naših teorij planetarne tvorbe. Kot pravijo v zaključku prispevka, je "GJ 3512 zelo obetaven sistem, ker je morda v celoti značilen in tako še naprej postavlja stroge omejitve pri procesih akrekcije in selitve, pa tudi glede učinkovitosti oblikovanja planetov v protoplanetarnih diskih in disku razmerja mase do zvezd
To delo je opravila mednarodna skupina raziskovalcev CARMENES (Calar Alto z visoko ločljivostjo M palčkov z eksoearth s skoraj infrardečo in optično Echelle Spectrographs). Ta konzorcij išče rdeče palčke, najpogostejšo vrsto zvezde v galaksiji, v upanju, da bi v svojih bivalnih območjih našel planete z majhno maso. CARMENES ne samo, da ustvari nabor podatkov za razumevanje rdečih pritlikavih zvezd, ampak bo z iskanjem planetov velikosti Zemlje zagotovil bogat nabor nadaljnjih ciljev za prihodnje preučevanje.
Več:
- Sporočilo za javnost: Velikanski eksoplanet okoli drobne zvezde izziva razumevanje, kako se oblikujejo planeti
- Raziskovalni članek: Ogromen eksoplanet, ki kroži okoli zvezde z zelo majhno maso, izziva modele oblikovanja planetov
- PlanetHunters.org: Kaj v resnici razumemo glede planetarne tvorbe?
- Raziskovalni članek: PRENEŽENI PLANETARNI OBLIKOVALNI SCENARIJI: NEROČITEV DISKA CORE-ACCRETION VERSUS
- KARMENI
