Dobbelstjerner som en planetarisk spinner

Omgivende stjerner skaper en ekspanderende sone av ustabilitet

Noen planeter går ikke bare rundt én, men to stjerner - for eksempel eksoplaneten Kepler-16b. © NASA / JPL-Caltech / T. Pyle
lese høyt

Risabelt miljø: Planeter rundt nære biplaner lever farlig. Fordi de har en særlig høy risiko for å bli kastet ut av bane og ut av systemet ved gravitasjonsturbulens, som astronomer har oppdaget. I dobbeltstjerner, som tar mindre enn 7, 5 dager for sin bane, er sjansen for planeter betydelig lavere. Spennende også: Den interstellare asteroiden, Oumuamua, ble sannsynligvis også kastet ut fra et slikt system.

Selv om solsystemet bare roterer rundt en stjerne - i verdensrommet er dobbeltstjerner sannsynligvis enda mer vanlige enn ensomme som vår sol. Dette reiser spørsmålet om hvordan planeter er om slike doble systemer. Faktisk har astronomer allerede oppdaget den første to-sols eksoplaneten. Blant dem er både gassgiganter og verdener i den potensielt livsvennlige sonen til stjernene deres.

Merkelig, imidlertid: Astronomer har så langt oppdaget færre planeter med to soler enn forventet. Spesielt de smale dobbeltstjernene ser ut til å være ganske planetariske. En mulig forklaring på dette er nå oppdaget av David Fleming fra University of Washington i St Louis og hans kolleger. For sin studie hadde de brukt fysiske modeller for å studere hvilke krefter som fungerer i tette binære stjernesystemer og hvordan de kan påvirke planeter.

Lukk sammenkoblinger endrer bane

Resultatet: Når to stjerner kretser om hverandre veldig tett, påvirker deres gravitasjonsinteraksjoner over tid også deres oppførsel. Banene deres endres fra opprinnelig elliptiske til sirkulære, samtidig som tidevannskreftene bremser rotasjonen, som forskerne rapporterer. I ekstreme tilfeller er tvinnene til de to stjernene så like at de alltid vender seg mot hverandre på samme side - lik jordens måne.

Imidlertid har denne tilnærmingen av rotasjonen en annen effekt på stjernenees bane: de utvides. "Tidevannskraften overfører en del av dreiemomentet fra stjernenes rotasjon til banene deres, " forklarer Fleming. "Det gjør banene til stjerner rundt hverandre større." Display

Ustabil sone

For planeter i slike systemer betyr dette at sonen der en stabil bane rundt begge stjernene også er mulig, beveger seg lenger utover. Og det er akkurat der problemet ligger: "De ekspanderende stjernebane fanger nå regioner som tidligere var trygge, " forklarer Flemings kollega Rory Barnes. En planet som har dannet seg i denne sonen, blir nå i gravitasjonsturbulens.

"Det er et område i slike systemer som du ikke bør krysse av - hvis du er der, blir du kastet ut av systemet, " sier Barnes. Som han og kollegene oppdaget, kunne denne skjebnen ramme minst en planet i 87 prosent av de nære binære systemene med planeter. Og det er konservativt, sier Barnes. Andelen kan til og med være opptil 99 prosent.

Viktig søk etter jord tvillinger

Denne nye innsikten er spesielt viktig for jakten på potensielt livsvennlige planeter i kosmos. For, som astronomene forklarer, er det lite fornuftig å se etter slike tvillinger i dobbeltstjerner med en syklus på mindre enn 7, 5 dager. Sannsynligheten for at slike planeter lenge har blitt "kastet ut" av stjernene deres, er for stor.

Resultatene er imidlertid også spennende med hensyn til andre "ofre" for slike binære stjerner. Først nylig har astronomer spekulert i at den interstellare asteroiden, Oumuamua, opprinnelig kunne ha kommet fra et så nært binært stjernesystem. De kom også til at slike stjernekonstellasjoner for himmellegemer i miljøet deres er ganske utenfor grensen. (Astrophysical Journal, i pressen; arXiv: 1804.03676)

(University of Washington, 19.04.2018 - NPO)