Även om vårt solsystem bara innehåller en "vanlig jord", förutspår astronomer att andra system kan innehålla "superjordar"; steniga planeter med flera gånger massan på vår planet. Eftersom röda dvärgstjärnor har mindre massa kan de inte hänga på den lättare gasen som går ut på gasjättar. De återstående tyngre elementen har tid att bilda mycket massiva markplaneter.
En ny förklaring för att bilda ”superjordar” antyder att det är mer troligt att de hittas i kretsar av röda dvärgstjärnor - den vanligaste stjärnstarten - än gasjätteplaneter som Jupiter och Saturn. Teorin, av Dr. Alan Boss från Carnegie Institutionens avdelning för jordmagnetism, beskriver en mekanism där UV-strålning från en närliggande massiv stjärna remsar bort från en planets gasformiga hölje som exponerar en superjord. Arbetet, som publicerades i Astrophysical Journal (Letters) den 10 juni 2006, förklarar de senaste extrasolära planetupptäckterna med mikrolenseringsmetoden.
Super-Earths har massor som sträcker sig mellan de från Jorden och Neptun men har okända kompositioner. ”Av de 300 stjärnor som är närmast solen är minst 230 röda dvärgstjärnor, med massor mindre än hälften av vår sol,” säger Boss. "Eftersom stjärnor i närheten är de enklaste platserna att leta efter andra jordliknande planeter är det viktigt att försöka förutsäga vilka typer av planetsystem de kan ha, och det betyder att man försöker ta reda på hur deras planeter kan bildas."
Nyligen presenterades bevis för den kanske den lägsta massan som hittills hittats i bana runt en huvudsekvensstjärna som solen. Det hittades av ett internationellt konsortium av astronomer via en mikrolenseringshändelse, där en förgrundsstjärna förstärker ljuset från en mycket mer avlägsen stjärna genom att böja ljuset från bakgrundstjärnan i vår riktning, en effekt som förutspås av Einstein. Dessutom observerade de en sekundär ljusning också, i överensstämmelse med närvaron av en ungefär 5,5-jorden massa planet som kretsar kring förgrundsstjärnan på ett avstånd som liknar asteroidbältet i vårt solsystem. Medan förgrundsstjärns identitet är okänd, är det troligtvis en röd dvärgstjärna (M dvärg). Bevis för mikrolensering av en planet med 13 jordmassa runt en annan röd dvärg presenterades därefter.
Mikroleningsdetekteringsteamen tolkade sina upptäckter som bevis på att superjordar kan bildas runt röda dvärgstjärnor med samma process som ledde till bildandet av jorden och andra markplaneter i vårt solsystem, nämligen kollisioner mellan progressivt större solida kroppar. Denna process är emellertid så långsam att det troligtvis inte leder till bildandet av gasjätteplaneter runt röda dvärgar, eftersom skivgas sannolikt kommer att försvinna innan de fasta kropparna kan bli tillräckligt stora för att fånga upp någon gas. Emellertid hade mikrolinseringsteam tidigare hittat bevis för två gasjätteplaneter med massor som liknar Jupiter runt två andra röda dvärgstjärnor. Med tanke på att lika många planeten och jorden med massa jorden har upptäckts genom mikrolinsering, men de förstnämnda är lättare att upptäcka, hävdade de att det måste finnas mycket färre jätteplaneter än superjorden.
Boss funderade över dessa upptäckter när han satt i en hotelllobby i Houston när en ny förklaring till de fyra mikrolinsplaneterna inträffade för honom. Han hade tidigare visat att röda dvärgstjärnor sannolikt bildar gasjätteprotoplaneter snabbt av diskinstabilitetsmekanismen, varigenom gasformiga skivor bildar spiralarmar och självgraviterande protoplaneter som skulle bli Jupiters i avsaknad av någon störning. Men de flesta stjärnor bildas i regioner där massiva O-stjärnor så småningom bildas. Sådana stjärnor avger enorma mängder ultraviolett (UV) -strålning, som avlägsnar skivgasen runt unga stjärnor, utsätter sina yttre protoplaneter för UV och strippar bort sina gasformiga höljen. 2002 föreslog Boss och hans Carnegie-kollegor, George Wetherill och Nader Haghighipour (nu vid University of Hawaii) denna förklaring för att bilda Uranus och Neptune, som har massor som liknar superjordarna.
"Det gick upp för mig att eftersom UV-strippning beror på den stora stjärnans massa, bör superjordar hittas på mycket mindre banor runt en röd dvärg än runt solen," säger Boss. "Denna idé förutsäger naturligtvis röda dvärgar som bildar nära massiva stjärnor kommer att hamna med superjordar som kretsar runt de avstånd där superjordar har hittats genom mikrolinsering." Röda dvärgar som bildas i frånvaro av massiva stjärnor kommer inte att drabbas av UV-strippning och kommer därför att bilda gasjätteplaneter på dessa avstånd, istället för superjordar. Sådana stjärnor är i minoritet så röda dvärgar borde kretsas mestadels av superjordar på asteroida avstånd och därefter. Denna förutsägelse överensstämmer med hittills mikrodetekteringsdetekteringar.
Det återstår att se om Boss teoretiska förutsägelser kommer att verifieras av de pågående mikrolinseringssökningarna och av de rymdbaserade planupptäckningsuppdragen som planeras av NASA och European Space Agency. Att bestämma kompositionerna av superjordar kommer att vara en stor utmaning med viktiga konsekvenser för deras livsmiljö.
Originalkälla: Carnegie News Release
