Planetmigration kan förklara saknade planeter.

 

Ett pussel med beteckningen "radius valleyn" hänvisar till uträkningen av antalet exoplaneter med en radie cirka 1,8 gånger större än jorden. NASA: s Kepler rymdfarkost observerar (finner) planeter av denna storlek 2-3 gånger mindre ofta än superjordar med radier cirka 1,4 gånger större än jorden eller mini-Neptuns med radier cirka 2,5 gånger större än jorden. Det andra mysteriet, känt som "ärtor i en pod", hänvisar till närliggande planeter av liknande storleksförhållanden som har hittats i hundratals planetsystem vilket bekräftar uträkningens riktighet.  Dessa inkluderarTRAPPIST-1ochKepler-223.

"Jag tror att vi är de första som förklarar en modell för planetbildning och dynamisk utveckling som konsekvent har flera begränsningar utifrån våra observationer", säger Rice UniversitysAndré Izidoro, författare till en studie som publicerades i dagarna i Astrophysical Journal Letters. I modellen där Izidoro, Welch Postdoctoral Fellow vid Rices NASA-finansierade CLEVER Planets-projekt med medskribenter samarbetat om interagerade protoplanetära skivor av gas och stoft som ger upphov till unga planeter vilka dragits närmare sina moderstjärnor och låst dem i resonanskedjor. Kedjor som bryts inom några miljoner år efter att   den protoplanetära skivan vilken orsakat instabilitet som ex lett till att två eller flera planeter slått in i varandra avdunstar (tunnats ut genom förlust av gas och damm).

Planetmigrationsmodeller har använts för att studera planetsystem som har behållit sina resonanta orbital-kedjor. Till exempel använde Izidoro och CLEVER Planets-kollegor migrationsmodellen 2021för att beräkna den maximala mängden störningar som TRAPPIST-1: s sjuplanet system kunde ha motstått under bombardemang och ändå behålla sin harmoniska omloppsstruktur av sina sju planeter. I den nya studien samarbetade Izidoro med CLEVER Planets utredareRajdeep DasguptaochAndrea Isella, båda från Rice, Hilke Schlichtingfrån University of California, Los Angeles, och Christian Zimmermann och Bertram Bitsch från Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland.

"Migrationen av unga planeter med kurs in  mot sina värdstjärnor (solar) skapar överbeläggning och resulterar ofta i katastrofala kollisioner som utplånar planeters väterika atmosfärer", säger Izidoro. "Det betyder att gigantiska nedslag likt det som bildade vår måne, förmodligen är ett resultat i planetbildningskendena."

Forskningen tyder på att planeter finns av två  vanliga "slag", superjordar som är torra, steniga och 50 % större än jorden och mini-Neptuner som är rika på fruset vatten och cirka 2,5 gånger större än jorden. Izidoro sa att nya observationer verkar stödja resultaten, som strider mot den traditionella uppfattningen att både superjordar och mini-Neptuner uteslutande är torra och steniga världar.

Baserat på deras resultat gjorde forskarna förutsägelser som nu kan testas av NASA: s James Webb Space Telescope. De föreslår till exempel att bara en bråkdel av planeterna som är ungefär dubbelt så stora som jorden både kommer att behålla sin ursprungliga väterika atmosfär och vara rika på vatten. 

Hur vi än ser på resultaten kan vi se det som att Jorden är unik. Alternativt i en storlek och på ett avstånd från sin stjärna att dagens teleskop har svårt att upptäcka liknande planeter därute (min anm,).

Bild vikimedia. En ögonblickillustration över vad som fanns därute en dag för några år sedan i form av rymdfarkoster ovan Jorden.