Exoplaneter

WD 1145+017 er en lille død eller døende stjerne - en hvid dværgstjerne - som man har fundet mindst én planet om. Hver 4,5 time passerer et objekt ind foran den lille stjerne og blokerer op til 40% af dens lys. Men mens den skygge afskærer lyset hurtigt, år den kommer ind foran stjernen, aftager formørkelsen kun langsomt - sikkert fordi den har en lang kometlignende hale efter sig.

Forskerne mener det skyldes at den lille stjernes massive tyngdekraft er ved at splitte planeten ad.

Kilde: Nature
Varm Jupiter exoplanet Blandt de tusinder kendte exoplaneter, har især 300 vakt forundring; De såkaldte varme Jupiter-planeter som er gasplaneter meget tæt på moderstjernen. Normalt vil en gasplanet tæt på moderstjernen ikke have en chance for at dannes. Det har fået astronomerne til at erkende at planeter dannes længere ude og trækkes ind når stjernen kollapser. Men hvordan ved man endnu ikke så meget om. Men nu har man fundet et system med to varme Jupiters, som måske vil kunne fortælle meget mere om processen.

LÆS MERE på Michigan University
KIC 8462852 er en af de mest mystiske stjerner Kepler rumteleskopet til dato har fundet. Kepler måler mikrospiske variationer i stjerners lysudsendelse, for at identificere exoplaneter der foprmørker deres moderstjerner. Men studier af KIC 8462852 har meget overraskende vist, at den med uregelmæssige mellemrum formørkes op til 20%. Til sammenligning ville Jupiter kun formørke Solen med 1%!

Ingen har kunnet forklare de meget uregelmæssige udsving i KIC 8462852's lys; KIC 8462852 er en ret gammel stjerne, så en tæt kometsky er udelukket. Forskerne er så meget i vildrede at nogle seriøse forskere endda har foreslået enorme kunstige strukturer såsom solfangere omkring den!

Se fx. Sydney morning Herald
Aldrig før har astronomerne set noget lignende som de bølgemønstre, som er opdaget i støvskiven omkring en nær stjerne. Opdagelsen er gjort på billeder fra ESOs Very Large Telescope og fra Hubble Rumteleskopet. Stjernen med de hurtige bølgemønstre hedder AU Microscopii, og disse mønstre er ikke blot aldrig observeret før - ingen har nogensinde forudset, at de skulle kunne eksistere. Så nu er der endnu en ting at udforske og forklare for astronomerne.

AU Microscopii, eller kort AU Mic er en ung, nær stjerne med en stor støvskive omkring. Det kan give værdifulde oplysninger om, hvordan planeter dannes i disse støvskiver, at studere disse store støvskiver. I AU Mics skive har astronomerne søgt efter tegn på klumper eller forvrængninger, fordi det ville afsløre, hvor der var mulige planeter. I 2014 brugte de ESO's nyinstallerede SPHERE instrument med dets muligheder for højkontrast-optagelser. Instrumentet er monteret på ESO's Very Large Telescope. Og noget helt usædvanligt er dukket op:

"Vore observationer har vist noget uventet", forklarer Anthony Boccaletti fra Observatoire de Paris. Hen er hovedforfatter til artiklen. "Billederne fra SPHERE viser nogle uforklarede strukturer i skiven. Det ligner buer eller bølger, og de er helt ulig hvad der nogensinde er set før."

Der kan ses fem bølgelignende buer i forskellige afstande fra stjernen i de nye billeder. Det minder om bølger på en vandoverflade. Da holdet havde fundet strukturerne på SPHERE billederne, vendte de sig til tidligere billeder optaget med Hubble Rumteleskopet i 2010 og 2011, for at se om strukturerne også var synlige den gang[2]. Ikke blot kunne de se mønstrene i disse tidligere billeder, men de opdagede også, at mønstrene havde ændret sig. Det viser sig at bølgerne flytter sig - og meget hurtigt, endda.

"Vi bearbejdede Hubblebillederne igen, og vi fik nok information frem til at vi kan følge bevægelsen af disse underlige strukturer over en fireårig periode," forklarer holdmedarbejder Christian Thalmann (ETH Zürich, Schweiz). "På den måde fandt vi ud af, at buerne suser væk fra stjernen med hastigheder på op til 40.000 km/t."

Jo længere væk fra stjernen, des hurtigere bevæger mønstrene sig. Mindst 3 af strukturerne bevæger sig så hurtigt, at de meget vel kan overvinde stjernens tyngdekraft-påvirkning. De høje hastigheder udelukker, at det drejer sig om almindelige skivestrukturer forårsaget af sådan noget som planeter, som forstyrrer skivematerialet i kredsløbene om stjernen. Et eller andet må spille ind for at få bølgemønstrene til at bevæge sig så hurtigt, og det et eller andet må virkelig være noget ganske usædvanligt.

Støvskive om stjernen AU Microscopii

Medforfatter Carol Grady fra Eureka Scientific, USA bemærker: "Det hele ved denne opdagelse har været meget overraskende. Noget som dette her er aldrig set før, og vi har ingen teorier, som forudsiger det. Vi kan kun gætte på, hvad det er, vi ser, og hvordan det er opstået."

Forskerholdet kan ikke sige med sikkerhed, hvad det er, der er årsagen til disse underlige bølger omkring stjernen. De har overvejet og udelukket en lang række fænomener som forklaring. Det drejer sig blandt andet om sammenstød imellem to tunge og usædvanlige asteroider eller småplaneter. Det skulle udsende store mængder støv, og også spiralmønstre forårsaget af ustabiliteten i systemets tyngdefelt.

Detaljer i skiven

Der er dog andre ideer, som lyder mere lovende:
"Én af forklaringsmodellerne kobler disse mærkelige strukturer til flares fra stjernen. AU Mic er en stjerne med rigtig mange flares - tit udsender den store og pludselige energimængder enten fra stjernens overflade eller fra områder lige over overfladen," forklarer medforfatter Glenn Schneider fra Steward Observatory i USA. "En sådan stor flare kan måske have udløst noget på en af planeterne - hvis der da er planeter i systemet - som for eksempel at flå store mængder af stof væk fra planeten og ud igennem skiven; med ekstra skub på fra selve flaren."

“Det er rigtig dejligt, at SPHERE har vist sig så velegnet til at studere skiver af denne slags, og oven i købet indenfor det første år, hvor vi har instrumentet i brug," tilføjer Jean-Luc Beuzit, som både er medforfatter til den nye artikel, og som også har haft en ledende rolle i udviklingen af selve SPHERE-instrumentet.

Forskerholdet planlægger at fortsætte observationerne af AU Mic systemet med både SPHERE og andre installationer. Blandt andet ALMA vil blive brugt til bedre at forsøge at forstå, hvad det er, der foregår. Indtil videre er disse mærkelige strukturer dog stadig et uløst mysterium.

Opdagelsen offentliggøres i tidsskriftet Nature for 8. oktober 2015.

Kilder: ESO og ESA

Standardmodellen for planetdannelser har længe haft et problem med at forklare de store gasplaneter, som - for at samle gas nok - lynhurtigt skal danne en fast kæmpeplanet, for at kunne suge gasserne til sig. Men det problem er nu løst!


Ironisk nok de største planeter i solsystemet sandsynligvis dannet først. For Jupiter og Saturn som mest består af brint og helium, må have samlet deres gasser før solvinden spredte gasserne i solsystemet. Og observationer af unge stjernesystemer viser at gasskiver der danner planeter, som regel har en levetid på kun 1 til 10 millioner år. Det betyder at de store gasplaneter i vores solsystem formodentlig også må være dannet inden for denne tidsramme. I modsætning til det, var Jorden formentlig 30-100 millioner år om at dannes.
Så hvordan kunne Jupiter og Saturn dannes så hurtigt?

Planetdannelse

Den mest udbredte teori for store gasplaneters dannelse, er den såkaldte "kerne tilvækst model". I denne model samles der først en planet-størrelse kerne af is og sten, som suger interstellart gas og støv til sig. Men denne model har en akilleshæl; specielt det allerførste skridt i processen. At akkumulere en massiv atmosfære om sig, kræver en fast kerne omkring 10x ​​Jordens masse. Men for at danne Uranus og Neptun, skulle de have samlet sig på kun et par millioner år.

I standardmodellen for planetdannelser, vokser klippefyldte kerner og assimileres gennem en proces kaldet 'akkretation', hvor store stenstykker, skaber bjerge som samler sig med andre bjerge, hvilket fører til endnu større objekter, og så videre. Men denne model er ikke i stand til at samle tilstrækkeligt store planetariske kerner hurtigt nok til at kunne forklare Saturn og Jupiters dannelser.

"Tidsskala-problemet har været en torn i øjet i et stykke tid; Det var ikke klart, hvordan objekter som Jupiter og Saturn overhovedet kunne eksistere" siger Dr. Hal Levison, forsker i SwRI Planetary Science Directorate og ledende forfatter af artiklen "Growing the Gas Giant Planets by the Gradual Accumulation of Pebbles"

Deres nye beregninger viser, at Jupiter og Saturns kerner kunne være dannet inden for 10 millioner år, hvis de voksede ved gradvist at akkumulere en mængde planetariske småsten – små kolde objekter på 30-40cm i diameter. Men nyere forskning har vist, at gas kan spille en afgørende rolle i at øge effektiviteten af ​​tilvækst. Dermed kan småsten der hvirvles ind i en spiral i kredsløbet samle sig, bistået af en gasformig modvind.

I artiklen viser de at sten tilvækst kan producere den observerede struktur af solsystemet, så længe småsten dannet langsomt nok til, at de voksende planeter har tid til gravitationelt interagere med hinanden.

"Hvis småsten dannes for hurtigt, ville rullesten-tilvækst føre til dannelsen af ​​hundredvis af Jordstørrelse iskerner," sagde Kretke. "De voksende kerner har brug for lidt tid til at slynge de konkurrende kerner væk fra de småsten og derved effektivt sulter dem. Det er grunden til at der kun dannes et par gasgiganter"

"Så vidt jeg ved, er denne den første model der kan reproducere strukturen i det ydre solsystem, med de 2 gas giganter (Uranus og Neptun), og et uberørt Kuiper bælte" siger Levison.

"Efter mange års computersimuleringer af standardmodellen, er det en lettelse endeligt at finde en ny model, der er så stor en succes," tilføjer Duncan.

Artiklen er lavet af forskere på Southwest Research Institute i USA og Queens University i Canada og offentliggøres i August 20 nummeret af Nature.

Kilde: '“planetary pebbles” were the building blocks for the largest planets' på SWRI