Planetární disky ve tvaru spirály by měly být běžnější. Obří planety by mohly narušit jejich formování

Tvorba planetárního systému je proces, který zahrnuje ohromující a komplexní síly. Lidé se teprve začali pokoušet pochopit, co se děje v této mimořádně důležité fázi vývoje nových světů. Jako takoví pokračujeme v nových objevech a přicházíme s lepšími modely, které lépe odpovídají pozorování, která jsou naše přístroje schopny shromáždit.

Nejnovější z těchto vylepšených modelů byl oznámen výzkumným týmem v University of Warwick . NA papír v Astrophysical Journal Letters zkoumá možné důvody, proč v nově vytvořených protoplanetárních discích chybí spirální struktury. Jejich odpověď je jednoduchá: masivní planety, které se tvoří na vnější straně disku, mohou narušovat spirální formaci.

Stejně jako u mnoha vědeckých teorií v poslední době se tato zaměřila na počítačové modelování. Autoři modelingu Sahl Rowther a Dr. Farzana Meru provedené zaměřené na znovuvytvoření prvků „prstence a mezery“, které jsou běžně pozorovány u protoplanetárních disků. Současná teorie o tom, jak se tento vzor tvoří, spočívá v tom, že mladé planety samy nabírají materiál na své orbitální dráze, který pak použijí k vytvoření sebe, čímž vytvoří mezeru v jinak jednotném vzoru materiálu.

Epizoda Astronomy Cast pojednávající o akrečních discích, které jsou základem protoplanetárních systémů.

I když tento vzorec dává smysl pro starší systémy, které ve skutečnosti mají planety, které jsou schopny tvořit a nabírat materiál. U mladších protoplanetárních systémů, kde většina planet ještě nevznikla, by se však dalo očekávat, že budou mít spíše spirálový vzor. Gravitace z rotace samotného disku přispívá ke vzoru, přičemž systém se nakonec přesune k modelu prstence a mezery, jakmile se po několika milionech let gravitačně stabilizuje.

Ale astronomové mají problém najít nějaké protoplanetární disky v této spirální fázi. Tým ve Warwicku se rozhodl modelovat, co by mohlo způsobovat, že se model prstence a mezery objeví dříve, než bylo dříve navrženo.

Zjistili, že model, který nejlépe obnovil systém prstenců a mezer, zahrnoval velkou planetu, asi třikrát větší než Jupiter, migrující z vnější sluneční soustavy do vnitřní. Očekávali, že dojde k točivému momentu, který planetu zatlačí směrem ke hvězdě a naruší tak tvorbu spirály do disku. Tento pohyb by mohl odrážet počáteční fáze Grand Tack hypotéza, kde se Jupiter ve své rané formaci výrazně přiblížil ke Slunci, což způsobilo zmatek ve vnitřní sluneční soustavě, jako je vytlačení Venuše do skleníkového efektu.

Video ukazující model protoplanetárního disku s migrující planetou.
Kredit: University of Warwick / Rowther & Meru

Jako u všech dobrých teorií, i v této jsou některé testovatelné části. Autoři poznamenávají, že nová generace planetárních loveckých dalekohledů by mohla potenciálně vidět tyto masivní planety, když migrují do vnitřní části protoplanetárního disku. Dokud se nedostaneme do bodu, kdy je toto pozorování možné, modeláři planetárních formací mohou mít další matoucí faktor, který mohou přidat do svých již tak složitých gravitačních rovnic.

Další informace:
University of Warwick – Rychle se formující obři by mohli narušit spirální protoplanetární disky
Univerzita v Cambridge - Spirálové podpisy formování planet
Rowther a všichni – Jsou gravitačně nestabilní protoplanetární disky vzácné?
UT - Astronomové vidí nově se tvořící planetární disk, který se nadále živí materiálem ze své mlhoviny

Lead Image Credit: Snímek modelového protoplanetárního disku s planetou narušující formování očekávané spirálovité formy. Kredit: University of Warwick