Astronomen staan ​​al jaren perplex over de vreemde banen van planeten buiten ons zonnestelsel. In tegenstelling tot de relatief cirkelvormige banen van de planeten in ons eigen systeem, hebben veel exoplaneten, exoplaneten, zeer excentrische of langwerpige banen.

Nu suggereert nieuw onderzoek dat een krachtig mechanisme genaamd planeet-planeetverstrooiing de boosdoener kan zijn achter deze bijzondere banen. In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy presenteert een internationaal team van astronomen gedetailleerde simulaties die laten zien hoe planeet-planeetverstrooiing een breed scala aan exoplaneetbanen kan creëren, inclusief zeer excentrische banen.

Planeet-planeetverstrooiing vindt plaats wanneer meerdere planeten op een chaotische manier door zwaartekracht met elkaar in wisselwerking staan. Dit kan gebeuren tijdens de vroege stadia van de vorming van planetenstelsels, wanneer jonge planeten zich nog steeds vormen en hun posities binnen de protoplanetaire schijf veranderen.

Terwijl de planeten rondbewegen en met elkaar interacteren, kunnen hun zwaartekrachten ze in verschillende banen verspreiden. In sommige gevallen kunnen deze interacties planeten voortbrengen met zeer excentrische banen, terwijl in andere gevallen planeten helemaal uit het systeem kunnen worden verwijderd.

“Onze simulaties laten zien dat planeet-planeetverstrooiing de waargenomen eigenschappen van exoplaneten in systemen met meerdere planeten kan verklaren”, zegt dr. Eiichiro Kokubo, onderzoeker bij het National Astronomical Observatory of Japan en co-auteur van het onderzoek. ‘In het bijzonder ontdekken we dat excentrische banen waarschijnlijk veel voorkomen bij Jupiter-achtige planeten die zich ver van hun gaststerren bevinden.’

De onderzoekers bouwden geavanceerde modellen die de interacties van tientallen planeten binnen een planetenstelsel simuleren. Bij de simulaties werd rekening gehouden met verschillende factoren, zoals de massa van de planeten, hun initiële baaneigenschappen en de zwaartekrachten daartussen.

Door de modelparameters aan te passen, konden de onderzoekers een breed scala aan exoplaneetsystemen produceren, waaronder systemen met zeer excentrische planeten en systemen met bijna cirkelvormige banen. Over het geheel genomen kwamen hun gesimuleerde banen overeen met enkele van de waargenomen eigenschappen van bekende exoplaneten.

Naast de planeet-planeetverstrooiing kunnen ook andere mechanismen de banen van exoplaneten beïnvloeden. Deze omvatten interacties met de gastster, getijdenkrachten van de ster en zwaartekrachtverstoringen van andere sterren die dichtbij passeren.