Vi lever verkligen i en fantastisk tid för exoplanetforskning. Ännu nyligen har direkta bilder börjat växa upp, liksom de första spektra för atmosfären på sådana planeter. Så mycket data blir tillgängligt, astronomer har till och med börjat kunna dra slutsatser om hur dessa extra solplaneter kunde ha bildats.
I allmänhet finns det två metoder på vilka planeter kan bildas. Den första är via samverkan där stjärnan och planeten skulle bildas från gravitationskollaps oberoende av varandra, men i tillräckligt nära närhet att deras ömsesidiga tyngd binder dem samman i omloppsbana. Den andra, metoden genom vilken vårt solsystem bildades, är skivmetoden. I detta kollapsar material från en tunn skiva runt en proto-stjärna för att bilda en planet. Var och en av dessa processer har en annan uppsättning parametrar som kan lämna spår som kan göra det möjligt för astronomer att avslöja vilken metod som är dominerande. Ett nytt papper från Helmut Abt från Kitt Peak National Observatory tittar på dessa egenskaper och bestämmer att vårt nuvarande urval av exoplaneter kan vara en konstighet.
Den första parametern som skiljer de två formationsmetoderna är excentriciteten. För att upprätta en baslinje för jämförelse planerade Abt först fördelningen av excentricitet för 188 huvudsekvensbina stjärnor och jämförde den med samma typ av plot för det enda kända systemet som har bildats via skivmetoden (vårt solsystem). Detta avslöjade att även om majoriteten av stjärnorna har banor med låg excentricitet, faller denna procentandel långsamt när excentriciteten ökar. I vårt solsystem, där bara en planet (Merkurius) har en excentricitet större än 0,2, faller distributionen mycket brantare. När Abt konstruerade distributionen för de 379 planeterna med känd excentricitet, var den nästan identisk med den för binära stjärnor.
En liknande tomt skapades för halvstoraxeln för binära stjärnor och vårt solsystem. Återigen, när detta planerades för de kända extra solplaneterna, var distributionen lik den för binära stjärnsystem.
Abt inspekterade också systemkonfigurationen. Stjärnsystem som innehöll tre stjärnor innehöll i allmänhet ett par stjärnor i en tunn binär bana med en tredjedel i en mycket större bana. Genom att jämföra förhållandena mellan sådana banor kvantifierade Abt omloppsavståndet. Men istället för att helt enkelt jämföra med solsystemet, ansåg han den analoga situationen för bildandet av stjärnor runt galaxens centrala massa och byggde en liknande fördelning på detta sätt. I det här fallet var resultaten tvetydiga; Båda formationsformerna gav liknande resultat.
Slutligen betraktade Abt mängden tunga element i den mer massiva kroppen. Det är allmänt känt att de flesta extra solplaneter finns runt metallrika stjärnor. Det finns ingen anledning att planeter bildas på en disk kunde inte bildas kring stjärnor med hög massa, med ett metallrikt moln för att bilda stjärnor och planeter är ett krav för samverkansmodellen eftersom den tenderar att påskynda kollapsprocessen, vilket gör att gigantiska planeter helt kan formas innan molnet försvann när stjärnan blev aktiv. Därför gynnar det faktum att de allra flesta extrasolplaneter finns kring metallrika stjärnor gynnar samverkanshypotesen.
Sammantaget ger detta fyra tester för formationsmodeller. I samtliga fall tyder aktuella observationer på att majoriteten av planeter som hittills upptäckts bildades av samverkan och inte på en skiva. Abt konstaterar emellertid att detta mest troligtvis beror på statistiska fördomar som införts av känslighetsgränserna för nuvarande instrument. Som han konstaterar har astronomer "ännu inte den radiella hastighetskänsligheten för att upptäcka skivsystem som solsystemet, utom för enstaka stora planeter, som Jupiter vid 5 AU." Som sådan kommer denna åsikt troligen att förändras när nya generationer av instrument blir tillgängliga. När instrument förbättras så att tredimensionell kartläggning blir tillgänglig och orbitallutningar kan observeras direkt, kommer astronomer att kunna lägga till ytterligare ett test för att bestämma bildningsmetoderna.
EDIT: Efter viss förvirring och diskussion i kommentarerna, ville jag lägga till ytterligare en anteckning. Kom ihåg att detta bara är medel av alla system för närvarande känt som ser ut som koackreterade system. Även om det utan tvekan finns några där som bildades från diskar, är deras sällsynthet i den aktuella informationen att de inte sticker ut. Visst vet vi om kl minst ett system som passar ett starkt test för skivmetoden. Denna senaste upptäckt av Kepler, där tre planeter har observerats genomgående deras värdstjärna visar att alla dessa planeter måste ligga på en disk som inte överensstämmer med förväntningarna på oberoende kondens. När fler system som detta upptäcks förväntar vi oss att fördelningarna av testerna som beskrivs ovan kommer att bli bimodala, med komponenter som matchar varje formationshypotes.
