De flesta stjärnor kan ha mycket mer tid på sig att bilda planeter än man tidigare trott

Goda nyheter för senblommare: Planeter kan ha miljontals år längre tid på sig att uppstå runt de flesta stjärnor än vad man tidigare trott.

Planetbildande skivor runt unga stjärnor håller vanligtvis i 5 miljoner till 10 miljoner år, rapporterar forskare i en studie publicerad den 6 oktober på arXiv.org. Den skivans livslängd, baserat på en undersökning av närliggande unga stjärnhopar, är mycket längre än den tidigare uppskattningen på 1 miljon till 3 miljoner år.

“Ett till tre megaår är en riktigt stark begränsning för att bilda planeter”, säger astrofysikern Susanne Pfalzner från Forschungszentrum Jülich i Tyskland. “Att upptäcka att vi har mycket tid slappnar av allt” för att bygga planeter runt unga stjärnor.

Planeter stora och små utvecklas i skivorna av gas och damm som virvlar runt unga stjärnor (SN: 20/5/20). När en skiva försvinner är det för sent att skapa fler nya världar.

Tidigare studier har uppskattat skivlivslängder genom att titta på andelen unga stjärnor i olika åldrar som fortfarande har skivor – i synnerhet genom att observera stjärnhopar med kända åldrar. Men Pfalzner och hennes kollegor upptäckte något konstigt: Ju längre en stjärnhop är från jorden, desto kortare beräknas skivlivslängden. Det var ingen mening, säger hon, för varför skulle livslängden för en protoplanetär skiva bero på hur långt den är från oss?

Svaret är ganska enkelt: Det gör det inte. Men i hopar som ligger längre bort är det svårare att se de flesta stjärnor. “När du tittar på större avstånd ser du stjärnor med högre massa”, säger Pfalzner, eftersom dessa stjärnor är ljusare och lättare att se. “Du ser i princip inte lågmassastjärnorna.” Men stjärnorna med den lägsta massan utgör den stora majoriteten. Dessa stjärnor, orange och röda dvärgar, är kallare, mindre och svagare än solen.

Så Pfalzner och hennes kollegor undersökte bara de närmaste unga stjärnhoparna, de inom 650 ljusår från jorden, och fann att andelen stjärnor med planetbildande skivor var mycket högre än vad som rapporterats i tidigare studier. Denna analys visade att “stjärnorna med låg massa har mycket längre skivlivslängder, mellan 5 och 10 megaår,” än vad astronomer insåg, säger hon. Däremot är skivor runt stjärnor med högre massa kända för att spridas snabbare än så, kanske för att deras solars starkare ljus trycker bort gasen och dammet snabbare.

“Jag skulle inte säga att detta är definitivt bevis” för så långa skivlivslängder runt orange och röda dvärgar, säger Álvaro Ribas, en astronom vid University of Cambridge som inte var involverad i arbetet. “Men det är ganska övertygande.”

För att stärka resultatet skulle han vilja se observationer av mer avlägsna stjärnhopar – kanske med James Webb Space Telescope – för att bestämma andelen av de svagaste stjärnorna som har bevarat sina planetbildande skivor mellan 5 miljoner och 20 miljoner år (SN: 10/11/22).

Om skivorna runt stjärnorna med den lägsta massan verkligen har lång livslängd, kan det förklara skillnaden mellan vårt solsystem och de för de flesta röda dvärgar, säger Pfalzner. De senare saknar ofta gasjättar som Jupiter och Saturnus, som är cirka 10 gånger jordens diameter. Istället har dessa stjärnor ofta många isjättar som Uranus och Neptunus, ungefär fyra gånger jordens diameter. Kanske uppstår planeter i storleken av Neptunus i större antal när en planetbildande skiva varar längre, säger Pfalzner, och förklarar varför dessa världar tenderar att överflöda runt mindre stjärnor.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *