De melkweg is bezaaid met planetaire systemen die enorm verschillen van de onze. In het zonnestelsel, de planeet die het dichtst bij de zon staat - Mercurius, met een baan van 88 dagen - is ook de kleinste. Maar NASA's Kepler-ruimtevaartuig heeft duizenden systemen ontdekt vol met zeer grote planeten - superaarden genoemd - in zeer kleine banen die meerdere keren per 10 dagen rond hun gastheerster ritselen.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben misschien een beter begrip van hoe dergelijke planeten zijn gevormd.

Een team van door Penn State geleide astronomen ontdekte dat naarmate planeten ontstaan ​​uit het chaotische kolken van de zwaartekracht, hydrodynamisch - of, weerstand - en magnetische krachten en botsingen in de stoffige, gasvormige protoplanetaire schijf die een ster omringt terwijl een planetair systeem zich begint te vormen, de banen van deze planeten lopen uiteindelijk synchroon, waardoor ze glijden - volg de leiderstijl - naar de ster. De computersimulaties van het team resulteren in planetaire systemen met eigenschappen die overeenkomen met die van werkelijke planetaire systemen die worden waargenomen door de Kepler-ruimtetelescoop van zonnestelsels. Zowel simulaties als waarnemingen laten grote, rotsachtige superaarde die heel dicht bij hun gastheersterren draait, volgens Daniel Carrera, assistent-onderzoeksprofessor astronomie aan het Eberly College of Science van Penn State.

Hij zei dat de simulatie een stap is om te begrijpen waarom superaardes zich zo dicht bij hun gastheersterren verzamelen. De simulaties kunnen ook licht werpen op waarom superaarde zich vaak zo dicht bij hun moederster bevindt waar er niet genoeg vast materiaal in de protoplanetaire schijf lijkt te zijn om een ​​planeet te vormen, laat staan ​​een grote planeet, volgens de onderzoekers die hun bevindingen rapporteren in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

"Als sterren heel jong zijn, ze zijn omgeven door een schijf die voornamelijk uit gas bestaat met wat stof - en dat stof groeit in de planeten, zoals de aarde en deze superaarden, ' zei Carrera. 'Maar het bijzondere voor ons is dat deze schijf niet helemaal naar de ster gaat - daar zit een holte. En toch zien we deze planeten dichter bij de ster dan de rand van die schijf."

De computersimulatie van de astronomen laat zien dat, overuren, de zwaartekrachten van de planeten en de schijf vergrendelen de planeten in gesynchroniseerde banen - resonantie - met elkaar. De planeten beginnen dan tegelijk te migreren, met sommigen die dichter bij de rand van de schijf komen. De combinatie van de gasschijf die de buitenste planeten beïnvloedt en de zwaartekrachtinteracties tussen de buitenste en binnenste planeten kan de binnenplaneten nog steeds dichter bij de ster duwen, gelijkmatige binnenkant tot aan de rand van de schijf.

"Met de eerste ontdekkingen van exoplaneten ter grootte van Jupiter die dicht bij hun moederster cirkelen, astronomen werden geïnspireerd om meerdere modellen te ontwikkelen voor hoe dergelijke planeten konden worden gevormd, inclusief chaotische interacties in meerdere planeetsystemen, getijdenwerking en migratie door de gasschijf, " zei Eric Ford, hoogleraar astronomie en astrofysica, directeur van Penn State's Center for Exoplanets and Habitable Worlds en Institute for CyberScience (ICS) medehuurder. "Echter, deze modellen voorspelden niet de meer recente ontdekkingen van planeten ter grootte van de aarde die zo dicht bij hun moederster cirkelen. Sommige astronomen hadden gesuggereerd dat dergelijke planeten zich zeer dicht bij hun huidige locatie moeten hebben gevormd. Ons werk is belangrijk omdat het aantoont hoe super-aardse planeten met een korte periode kunnen zijn gevormd en naar hun huidige locaties kunnen migreren dankzij de complexe interacties van meerdere planeetsystemen."

Carrera zei dat er nog meer werk is om te bevestigen dat de theorie correct is.

"In deze simulatie hebben we aangetoond dat planeten zo dicht bij een ster kunnen komen. maar het betekent niet dat het de enige manier is waarop het universum ervoor heeft gekozen om ze te maken, ' zei Carrera. 'Iemand kan een ander idee hebben van een manier om de planeten zo dicht bij een ster te krijgen. En, dus, de volgende stap is om het idee te testen, Herzie het, voorspellingen doen die je kunt toetsen aan waarnemingen."

Toekomstig onderzoek kan ook onderzoeken waarom ons super-aardloze zonnestelsel anders is dan de meeste andere zonnestelsels, voegde Carrera toe.

"Superaarden in zeer nauwe banen zijn verreweg het meest voorkomende type exoplaneet dat we waarnemen, en toch bestaan ​​ze niet in ons eigen zonnestelsel en daarom vragen we ons af waarom, ' zei Carrera.

Volgens de onderzoekers is de best gepubliceerde schattingen suggereren dat ongeveer 30 procent van de zonne-achtige sterren een aantal planeten dichter bij de gastster hebben dan de aarde bij de zon. Echter, ze merken op dat extra planeten onopgemerkt kunnen blijven, vooral kleine planeten ver van hun ster.