これまでに発見された太陽系外惑星のほとんどすべてが、木星サイズ以上の巨大なものでした。問題は、より小さな地球サイズの惑星が同じ星系に存続できるかどうかです。研究者たちは、小さな惑星をより大きな惑星と同じシステムに入れ、地球と同じ大きさになるのに十分な材料を集められるかどうかを確認するシミュレーションを作成しました。彼らは、近くのシステムの1つである55 Cancriが、居住可能ゾーンに大量の水を含む地球型惑星を形成している可能性があることを発見しました。
私たちの太陽以外の星を周回する巨大惑星の着実な発見は、生命を維持することができる近くの惑星系に地球型の世界があるかもしれないという推測を高めました。現在、木星サイズの巨大惑星を含む近くの4つのシステムのコンピューターシミュレーションを実行している研究者は、生命をサポートするのに適切な条件で地球のような惑星を形成できた可能性があるものを発見しました。
2番目のシステムは、火星またはそれ以下のサイズの岩体の帯を持つ可能性があります。他の2つ（モデルが示す）は、地球サイズの惑星を形成するための適切な条件を持っていません。各システムは地球から250光年以内にあります（1光年は約5.88兆マイルです）。天文学者はすでに、各システムに木星の質量の周りに少なくとも2つの巨大な惑星が含まれている証拠を発見しました。これらの惑星は、水星が太陽に近いのと同じくらい星の近くに移動しました。
4つのシステムのそれぞれについて、研究者たちは、システムに小さな惑星の胚または原始惑星を配置する10のコンピューターシミュレーションを実施し、より多くの物質を収集して地球サイズの真の惑星を形成できるかどうかを確認しました。コロラド大学の博士研究員であるショーンレイモンド氏は、各シミュレーションは惑星系で同じ条件を想定しており、各原始惑星の位置と質量はわずかに変更されています。ワシントン大学。
レイモンドは、6月にAstrophysical Journalで発表された研究を説明する論文の筆頭著者です。共著者は、アリゾナ大学の博士研究員であるRory Barnesであり、UWの天文学博士号取得時に研究に参加したほか、UWの天文学博士号取得者Nathan Kaibでもあります。この作業は、国立航空宇宙局、NASAの宇宙生物学研究所、国立科学財団から資金提供を受けました。
「私たちのモデルが居住可能な惑星、つまり地球と同様の質量、温度、水分を含む惑星が、最初に検出された太陽系外多惑星システムの1つで形成された可能性があることを示しているのはエキサイティングです」とバーンズは述べた。
最近の研究によると、多くの既知の太陽系外惑星システムには、地球の質量から土星の質量までの範囲の惑星をサポートするのに十分安定した領域があります。 UWモデルは、55 Cancri、HD 38529、HD 37124、HD 74156と呼ばれるシステムで惑星形成をテストしました。研究者は、システムが完全であり、巨大惑星の軌道が十分に確立されていると想定しました。彼らはまた、岩だらけの地球のような惑星に発展する可能性のある小さな体の形成を可能にするかもしれない条件を想定しました。
モデルでは、科学者は巨大な惑星の間に月サイズの惑星胚を配置し、1億年の間それらを進化させました。それらの仮定を用いて、彼らは55のカンクリで容易に形成された地球惑星を発見しました、そして時々システムの居住可能ゾーンのかなりの水と軌道で。彼らは、HD 38529が小惑星帯と火星サイズ以下の物体をサポートする可能性が高いが、注目すべき地球型惑星はないことを発見しました。 HD 37124およびHD 74156では惑星は形成されません。
「私を最も驚かせたのは、火星またはそれ以下のサイズの惑星のみを形成したシステムを目にしたことです」とレイモンド氏は語った。 「大きくなりすぎたものはすべて不安定になるため、おそらく地球の1/10のサイズの小さな原始惑星がたくさん蓄積されていました」
カイブ氏によると、モデルは条件が1億年の間十分に安定したままであり、惑星の胚がより多くの物質を収集して月や火星の大きさの体に成長する可能性があることをモデルは示した。 「私たちの初期のシステムでは、恐らくそれは私たちの内部の太陽系のようで、数百体の大きさでした」と彼は言った
太陽系外惑星は、親星への重力効果によって巨大惑星を検出する技術のために、近年ますます頻繁に発見されています。巨大惑星がどのように進化するかは不明ですが、それらはホスト星から遠く離れて形成され、その後、それらが形成されたガス円盤に押されて内側に移動すると考えられています。レイモンド氏によると、移行がシステムの開発の後半に発生した場合、巨大惑星が地球のような惑星を構築するために必要なほとんどの材料を破壊する可能性があるという。彼は、巨大惑星の存在はかなり確立されているが、他の星の周りのはるかに小さな地球サイズの惑星を検出できるようになるまでにはしばらく時間がかかるだろうと述べた。
別の最近の論文では、レイモンドは450以上のコンピューターシミュレーションを実行して、地球のような惑星の形成を可能にする巨大惑星軌道をマッピングしました。巨大な惑星が近すぎると、岩石が地球サイズの惑星に集まるのを防ぎます。その研究は、既知の巨大惑星システムの約5％だけが地球のような惑星を持っている可能性が高いことを示しました。しかし、長い観測時間と、土星や木星のサイズの惑星を検出するために必要な敏感な機器のために、この銀河には私たちのような多くの惑星系が存在する可能性があると彼は言った。
元のソース：UWニュースリリース
