Ζούμε πραγματικά σε μια καταπληκτική εποχή για έρευνα εξωπλανητών. Μόλις πριν από 18 χρόνια ανακαλύφθηκε ο πρώτος πλανήτης έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Δεκαπέντε από την πρώτη επιβεβαίωση ενός γύρω από ένα αστέρι της κύριας ακολουθίας. Ακόμη πιο πρόσφατα, άρχισαν να φυτρώνουν άμεσες εικόνες, καθώς και τα πρώτα φάσματα της ατμόσφαιρας τέτοιων πλανητών. Τόσα πολλά δεδομένα γίνονται διαθέσιμα, που οι αστρονόμοι άρχισαν ακόμη και να μπορούν να κάνουν συμπεράσματα για το πώς θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί αυτοί οι επιπλέον ηλιακοί πλανήτες.
Γενικά, υπάρχουν δύο μέθοδοι με τις οποίες μπορούν να σχηματιστούν πλανήτες. Ο πρώτος είναι μέσω της συσσώρευσης κατά την οποία το αστέρι και ο πλανήτης θα σχηματίζονταν από βαρυτική κατάρρευση ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, αλλά σε αρκετά κοντινή απόσταση ώστε η αμοιβαία βαρύτητα τους να τους ενώνει σε τροχιά. Η δεύτερη, η μέθοδος μέσω της οποίας σχηματίστηκε το ηλιακό μας σύστημα, είναι η μέθοδος του δίσκου. Σε αυτό, υλικό από έναν λεπτό δίσκο γύρω από ένα πρωτο-άστρο καταρρέει για να σχηματίσει έναν πλανήτη. Κάθε μία από αυτές τις διαδικασίες έχει ένα διαφορετικό σύνολο παραμέτρων που μπορεί να αφήσουν ίχνη που θα μπορούσαν να επιτρέψουν στους αστρονόμους να ανακαλύψουν ποια μέθοδος είναι κυρίαρχη. Ένα νέο χαρτί από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Helmut Abt of Kitt Peak, εξετάζει αυτά τα χαρακτηριστικά και προσδιορίζει ότι, από την τρέχουσα δειγματοληψία εξωπλανητών, το ηλιακό μας σύστημα μπορεί να είναι περίεργο.
Η πρώτη παράμετρος που διακρίνει τις δύο μεθόδους σχηματισμού είναι αυτή του εκκεντρικότητα . Για να δημιουργήσει μια γραμμή βάσης για σύγκριση, ο Abt σχεδίασε αρχικά την κατανομή των εκκεντροτήτων για 188 δυαδικά αστέρια κύριας ακολουθίας και τη σύγκρινε με τον ίδιο τύπο γραφικής παράστασης για το μόνο γνωστό σύστημα που σχηματίστηκε μέσω της μεθόδου του δίσκου (το ηλιακό μας σύστημα). Αυτό αποκάλυψε ότι, ενώ τα περισσότερα αστέρια έχουν τροχιές με χαμηλή εκκεντρότητα, αυτό το ποσοστό πέφτει αργά καθώς αυξάνεται η εκκεντρότητα. Στο ηλιακό μας σύστημα, στο οποίο μόνο ένας πλανήτης (ο Ερμής) έχει εκκεντρότητα μεγαλύτερη από 0,2, η κατανομή πέφτει πολύ πιο απότομα. Όταν ο Abt κατασκεύασε την κατανομή για τους 379 πλανήτες με γνωστή εκκεντρότητα, ήταν σχεδόν πανομοιότυπη με αυτή για τα δυαδικά αστέρια.
Ένα παρόμοιο οικόπεδο δημιουργήθηκε για τον ημιμείζονα άξονα των δυαδικών άστρων και το ηλιακό μας σύστημα. Και πάλι, όταν αυτό σχεδιάστηκε για τους γνωστούς επιπλέον ηλιακούς πλανήτες, η κατανομή ήταν παρόμοια με αυτή των δυαδικών αστρικών συστημάτων.
Ο Abt επιθεώρησε επίσης τη διαμόρφωση των συστημάτων. Τα αστρικά συστήματα που περιείχαν τρία αστέρια περιείχαν γενικά ένα ζευγάρι αστέρια σε μια σφιχτή δυαδική τροχιά με ένα τρίτο σε μια πολύ μεγαλύτερη τροχιά. Συγκρίνοντας τις αναλογίες τέτοιων τροχιών, ο Abt ποσοτικοποίησε την απόσταση των τροχιών. Ωστόσο, αντί να συγκρίνει απλώς με το ηλιακό σύστημα, εξέτασε την ανάλογη κατάσταση σχηματισμού αστεριών γύρω από την κεντρική μάζα του γαλαξία και κατασκεύασε μια παρόμοια κατανομή με αυτόν τον τρόπο. Σε αυτή την περίπτωση, τα αποτελέσματα ήταν διφορούμενα. Και οι δύο τρόποι σχηματισμού παρήγαγαν παρόμοια αποτελέσματα.
Τέλος, ο Abt εξέτασε την ποσότητα των βαρέων στοιχείων στο πιο ογκώδες σώμα. Είναι ευρέως γνωστό ότι οι περισσότεροι εξωηλιακόι πλανήτες βρίσκονται γύρω από αστέρια πλούσια σε μέταλλα. Ενώ δεν υπάρχει λόγος να σχηματίζονται πλανήτες σε έναν δίσκοδεν μπόρεσεσχηματίζονται γύρω από αστέρια μεγάλης μάζας, με ένα σύννεφο πλούσιο σε μέταλλα από το οποίο σχηματίζονται αστέρια και πλανήτεςείναιμια απαίτηση για το μοντέλο συσσώρευσης επειδή τείνει να επιταχύνει τη διαδικασία κατάρρευσης, επιτρέποντας σε γιγάντιους πλανήτες να σχηματιστούν πλήρως πριν το σύννεφο διαλυθεί καθώς το αστέρι έγινε ενεργό. Έτσι, το γεγονός ότι η συντριπτική πλειονότητα των εξωηλιακών πλανητών υπάρχουν γύρω από αστέρια πλούσια σε μέταλλα ευνοεί την υπόθεση της συσσώρευσης.
Συνολικά, αυτό παρέχει τέσσερις δοκιμές για μοντέλα σχηματισμού. Σε κάθε περίπτωση, οι τρέχουσες παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι η πλειονότητα των πλανητών που ανακαλύφθηκαν μέχρι τώρα σχηματίστηκαν από συσσώρευση και όχι σε δίσκο. Ωστόσο, η Abt σημειώνει ότι αυτό πιθανότατα οφείλεται σε στατιστικές προκαταλήψεις που επιβάλλονται από τα όρια ευαισθησίας των τρεχόντων οργάνων. Όπως σημειώνει, οι αστρονόμοι «δεν έχουν ακόμη την ευαισθησία ακτινικής ταχύτητας για να ανιχνεύσουν συστήματα δίσκων όπως το ηλιακό σύστημα, εκτός από μεμονωμένους μεγάλους πλανήτες, όπως ο Δίας στις 5 ΑΕ». Ως εκ τούτου, αυτή η άποψη πιθανότατα θα αλλάξει καθώς διατίθενται νέες γενιές οργάνων. Πράγματι, καθώς τα όργανα βελτιώνονται σε σημείο που η τρισδιάστατη χαρτογράφηση γίνεται διαθέσιμη και οι τροχιακές κλίσεις μπορούν να παρατηρηθούν άμεσα, οι αστρονόμοι θα μπορούν να προσθέσουν ένα άλλο τεστ για να καθορίσουν τους τρόπους σχηματισμού.
EDIT: Μετά από κάποια σύγχυση και συζήτηση στα σχόλια, ήθελα να προσθέσω μια ακόμη σημείωση. Λάβετε υπόψη ότι αυτό είναι μόνο τομέση τιμήόλων των συστημάτωνεπί του παρόντοςγνωστό ότι μοιάζει με συνενωμένα συστήματα. Αν και υπάρχουν αναμφίβολα κάποιοι εκεί μέσα που σχηματίστηκαν από δίσκους, η σπανιότητά τους στα τρέχοντα δεδομένα τους κάνει να μην ξεχωρίζουν. Σίγουρα, γνωρίζουμε για τοελάχισταένα σύστημα που ταιριάζει σε μια ισχυρή δοκιμή για τη μέθοδο του δίσκου. Αυτή η πρόσφατη ανακάλυψη του Κέπλερ , στο οποίο έχουν παρατηρηθεί τρεις πλανήτες να διέρχονται από το άστρο υποδοχής τους δείχνει ότι όλοι αυτοί οι πλανήτεςπρέπειβρίσκονται σε δίσκο που δεν ανταποκρίνεται στις προσδοκίες ανεξάρτητης συμπύκνωσης. Καθώς ανακαλύπτονται περισσότερα συστήματα όπως αυτό, αναμένουμε ότι οι κατανομές των δοκιμών που περιγράφονται παραπάνω θα γίνουν διτροπικές, έχοντας στοιχεία που ταιριάζουν με κάθε υπόθεση σχηματισμού.