הגירה פנימית של קבוצת פרוטופלאטים, שם הם מיוצגים על ידי חוגים לבנים. אשראי תמונה: QMUL לחץ להגדלה
אסטרונומים חושבים שהם קיבלו טיפול בהיבטים רבים של היווצרות פלנטרית. על פי המודל שלהם, ליבות כוכבי הלכת המאסיביים הללו צריכים להיות מושכים פנימה על ידי כוכב האם שלהם בעוד 100,000 שנה בלבד - כמעט לא מספיק זמן להיווצר למסלול יציב. יכול להיות שהדורות הראשונים של כוכבי הלכת לעולם לא עוברים את שלב ה"גוש "לפני שהם נהרסו. רק הדורות המאוחרים יותר שורדים מספיק זמן כדי להפוך לכוכבי לכת.
שני אסטרונומים בריטים, פול קרסוול וריצ'רד נלסון מציגים הדמיות נומריות חדשות במסגרת המחקרים המאתגרים של היווצרות מערכת פלנטרית. הם מגלים כי בשלבים המוקדמים של היווצרות פלנטרית, פרוטופlanets ענקים נודדים פנימה בפתח המנעול אל הכוכב המרכזי. תוצאותיהם יפורסמו בקרוב ב- Astronomy & Astrophysics.
במאמר שיפורסם ב- Astronomy & Astrophysics, שני אסטרונומים בריטים מציגים הדמיות נומריות חדשות של אופן התהוות מערכות פלנטריות. הם מגלים כי בשלבים המוקדמים של היווצרות פלנטרית, פרוטופlanets ענקים נודדים פנימה בפתח המנעול אל הכוכב המרכזי.
התמונה הנוכחית של אופן התהוות מערכות פלנטאריות היא כדלקמן: i) גרגרי אבק מתקרשים ויוצרים פלנטימלים בקוטר של עד 1 ק"מ; ii) גידול בורח של פלנטימלים מוביל להיווצרות של ~ 100? עוברים פלנטריים בגודל 1000 ק"מ; iii) עוברים אלה צומחים בצורה "אוליגרכית", בה כמה גופים גדולים שולטים בתהליך ההיווצרות, ומצביעים על הפלנטימלים הסובבים והקטנים בהרבה. "אוליגרכים" אלה יוצרים כוכבי לכת יבשתיים בסמוך לכוכב המרכזי וליבות הפלנטה של עשרה המונים יבשתיים באזור כוכב הלכת הענק שמעבר לשלוש יחידות אסטרונומיות (AU).
עם זאת, תיאוריות אלה לא מצליחות לתאר את היווצרותם של כוכבי לכת ענקיים בגז באופן משביע רצון. אינטראקציה כבידה בין הדיסק הפרוטו-פלנטרי הגזי לבין ליבות הפלנטה האדירות גורמת להם לנוע במהירות פנימה במשך כמאה אלף שנה במה שאנחנו מכנים "הנדידה" של כדור הארץ בדיסק. התחזית של נדידה מהירה פנימית זו של פרוטופלנטים ענקיים היא בעיה מרכזית, מכיוון שמשך הזמן הזה קצר בהרבה מהזמן הדרוש לגז להצטברות על כוכב הלכת הענק המתהווה. התיאוריות מנבאות כי הפרוטופלאטים הענקיים יתמזגו לכוכב המרכזי לפני שיהיה לכוכבי זמן להיווצר. זה מקשה מאוד להבין כיצד הם יכולים להיווצר בכלל.
לראשונה בדקו פול קרסוול וריצ'רד נלסון מה קורה לאשכול של כוכבי לכת מעצבים משובצים בדיסק פרוטו-פלנטרי גזי. דגמים מספריים קודמים כללו כוכב לכת אחד או שניים בדיסק. אולם מערכת השמש שלנו, ומעל 10% מהמערכות הפלנטריות החיצוניות הידועות, הן מערכות מרובות פלנטות. מספר מערכות כאלה צפוי לגדול ככל שישתפרו טכניקות תצפית של מערכות חוץ. עבודותיהם של קרסוול ונלסון הן הפעם הראשונה שההדמיות המספריות כוללות מספר כה גדול של פרוטופלאטים, וכך לוקחים בחשבון את האינטראקציה הכבידתית בין הפרוטופלאטים לדיסק, ובין הפרוטופלאטים עצמם.
המניע העיקרי לעבודתם הוא לבחון מסלולי פרוטופלנטים והאם כוכבי לכת מסוימים יכולים לשרוד בדיסק לפרקי זמן ממושכים. ההדמיות שלהם מראות שבמעט מאוד מקרים (כ -2%), פרוטופלנט בודד נפלט הרחק מהכוכב המרכזי, ובכך מאריך את חייו. אך ברוב המקרים (98%), רבים מהפרוטופלאטים נלכדים לסדרת תהודה מסלולית ונודדים פנימה במנעול הדרך, לעיתים אף מתמזגים עם הכוכב המרכזי.
כך טוענים קרסוול ונלסון כי אינטראקציות כבידה בתוך נחיל של פרוטופלנטים המוטבעים בדיסק אינן יכולות לעצור את הגירתם הפנימית של הפרוטופלאטים. "בעיית ההגירה" נותרת ודורשת בירור נוסף, אם כי האסטרונומים מציעים מספר פתרונות אפשריים. יתכן וכמה דורות של כוכבי לכת נוצרים וכי רק אלה שנוצרים ככל שמתפזר הדיסק שורדים את תהליך ההיווצרות. זה עשוי להקשות על יצירת ענקיות הגז, מכיוון שהדיסק מתרוקן מהחומר ממנו נוצרים כוכבי לכת ענקיים. (יתכן כי עדיין ניתן ליצור היווצרות ענק בגז. אם מספיק גז שוכן מחוץ למסלולי כוכבי הלכת, מכיוון שחומר חדש עלול לטאטא פנימה כדי להצטבר על ידי כדור הארץ המתגבש). פתרון אחר עשוי להיות קשור לתכונות הפיזיקליות של הדיסק הפרוט-פלנטרי. בסימולציות שלהם, האסטרונומים הניחו שהדיסק הפרוט-פלנטרי הוא חלק ולא סוער, אך כמובן שזה לא יכול להיות המקרה. חלקים גדולים מהדיסק עשויים להיות סוערים יותר (כתוצאה מחוסר יציבות הנגרמת על ידי שדות מגנטיים), מה שעלול למנוע הגירה פנימית לאורך תקופות זמן ארוכות.
עבודה זו מצטרפת למחקרים אחרים על היווצרות מערכות פלנטאריות הנעשות כיום על ידי רשת מדענים אירופאית. השקפתנו כיצד צורת כוכבי הלכת השתנתה באופן דרסטי בשנים האחרונות ככל שמספר המערכות הפלנטאיות שהתגלו לאחרונה גדל. הבנת היווצרות כוכבי לכת ענקיים היא כיום אחד האתגרים הגדולים עבור אסטרונומים.
המקור המקורי: אסטרונומיה ואסטרופיסיקה
