Nagybolygóink kialakulását is magyarázhatja egy új modell

Egy új, háromdimenziós számítógépes modell segíthet annak jobb megértésében is, miként alakultak ki és fejlődtek életük korai szakaszában óriásbolygóink, a Jupiter és a Szaturnusz.

Az éppen megszületett csillagokat a formálódásuk korai szakaszából visszamaradt forgó gáz- és porkorong veszi körül, amelyből az elképzelések szerint rövid időn belül óriás gázbolygók jöhetnek létre. A Naphoz hasonló, a koronggal még rendelkező fiatal csillagokkal kapcsolatos megfigyelési eredmények alapján ezek az objektumok olyan, körülbelül 100 évig tartó kitöréseket mutatnak, melyek során a korongból anyag jut a csillagra, növelve annak luminozitását. A kutatók úgy gondolják, hogy ezeket a rövid akkréciós kitöréseket a diszkben fellépő gravitációs instabilitások okozzák.

Két alapvető elmélet létezik annak magyarázatára, hogy miként alakulnak ki a gázóriások a protocsillagok körül. Az egyik szerint először egy lassan növekvő, jégből és kőzetekből álló szilárd mag áll össze, ami aztán egy gyors akkréció folytán gázburkot szerez a protoplanetáris korongból. A másik elképzelés alapján a diszk spirálkarjaiban a tömegüket és a sűrűségüket folyamatosan növelő gázcsomók jönnek létre, azaz az óriásbolygók egy lépésben alakulnak ki.

Alan Boss (Carnegie Institution) egy nagyon részletes háromdimenziós modellt fejlesztett ki, amely szerint - tekintet nélkül a kialakulásuk módjára - a gázóriásoknak képeseknek kell lenniük a korong és a csillag közötti tömegátadással járó kitörési folyamat túlélésére. Boss egyik, a Naprendszerhez hasonló modellje több mint ezer, egy másik, a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló bolygókat tartalmazó rendszere pedig majdnem 4 ezer éven keresztül stabil maradt. A bolygók elkerülték a befele vándorlást és ennek következtében az esetleges bezuhanást a protocsillagba, illetve a rendszerből sem dobódtak ki a szoros megközelítések következtében. Azaz ha egy óriásbolygó egyszer létrejött, utána már nagyon nehéz elpusztítani, még a fiatal csillagok esetében megszokott nagy energiájú kitörések során sem, érzékeltette az eredményt Boss. Mivel a megfigyelések szerint a Naphoz hasonló csillagok 20%-a körül kering gázóriás, az újdonság azt is jelzi, hogy ezek kialakulásának és fejlődésének megértésében jó úton haladunk.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.