Sekarang ini, kami mengetahui kira-kira 4.000 eksoplanet yang disahkan, kebanyakannya berkat misi Kepler. TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite, kemungkinan akan menaikkan 4000 itu dengan banyak. Tetapi bagaimana dengan bintang yang mengorbit semua planet ini?
Satu kajian baru dari Institut Astrofizik dan Balai Cerap Universiti Jena mengenal pasti lebih 200 eksoplanet yang wujud dalam sistem berbilang bintang. Kajian ini adalah sebahagian daripada usaha untuk memahami bagaimana bintang inang membentuk pembentukan dan evolusi planet.
Pengarang kajian ini ialah Dr Markus Mugrauer, ahli astrofizik di Institut Astrofizik dan Balai Cerap Universiti Jena, di Jerman. Karyanya didasarkan pada pelepasan data kedua dari Gaia, misi ESA untuk membuat peta 3D galaksi kita. Mugrauer berminat dengan bagaimana pembentukan dan pengembangan planet sistem bintang berganda, yang berlaku pada awal kehidupan sistem suria.
"Sistem berbilang bintang sangat biasa di Bima Sakti kita."
Dr Markus Mugrauer, Pengarang Kajian, Universiti Jena.
Tinjauan baru menunjukkan bahawa dalam 1600 tahun cahaya Matahari, terdapat 176 bintang binari, 27 tiga hierarki, dan satu sistem empat kali ganda hierarki yang semua host di luar planet. Sebanyak 208 sistem berbilang bintang dengan planet berada di luar lebih daripada 1300 bintang eksoplanet yang berada dalam jarak yang sama.
Kajian ini bertajuk "Mencari teman bintang bintang tuan rumah exoplanet dengan meneroka ESA kedua-Gaia pelepasan data. " Ia diterbitkan dalam Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja, 13 November 2019. Mugrauer adalah satu-satunya pengarang.
"Sistem bintang berbilang sangat biasa di Bima Sakti kita," jelas Mugrauer dalam siaran akhbar. "Sekiranya sistem seperti itu merangkumi planet, mereka sangat menarik bagi Astrophysics, kerana sistem planet di dalamnya dapat berbeza dari sistem suria kita dengan cara yang mendasar."
Bilangan bintang sebenar di Bima Sakti tidak dapat dipastikan. Bintang berjisim rendah sukar ditemui, terutama pada jarak yang jauh dari kami. Tetapi ketika bintang pergi, para astronom sering bekerja dengan jarak antara 200 hingga 400 bilion bintang di galaksi kita. Beberapa anggaran menunjukkan bahawa sehingga 85% bintang di Bima Sakti berada dalam sistem berbilang bintang. Data Kepler menunjukkan bahawa hanya satu pertiga daripada sistem berbilang bintang yang mempunyai planet. Tetapi bagaimana sistem berbilang bintang membentuk planet yang mengorbitnya masih menjadi persoalan dengan akibat yang meluas.
Karya Mugrauer lebih dari sekadar mencari dan mengenal pasti sistem berbilang bintang yang menjadi tuan rumah eksoplanet. Dia ingin mencirikan sistem suria ini dengan lebih terperinci. Dia mendapati bahawa sistemnya berbeza dari segi ukuran. Sistem terikat ketat mempunyai bintang pendamping dalam jarak 20 AU dari bintang mereka, yang serupa dengan jarak Uranus dari Matahari kita, dan sistem yang lebih luas mempunyai pendamping lebih dari 9000 AU dari bintang mereka. Walau bagaimanapun, ia paling kerap dijumpai pada sekitar 1000 AU.
Dia juga mencirikan jenis dan bilangan bintang dalam sistem ini.
Bintang-bintang dalam kajian Mugrauer berbeza mengikut usia, jisim dan suhu. Bintang paling besar yang dijumpainya adalah 1.4 kali lebih besar daripada Matahari kita, dan yang paling besar hanya 8% jisim Matahari. Walau bagaimanapun, jisim sahabat memuncak antara 0.15 dan 0.3 jisim suria. Banyak sistem berbilang bintang mengandungi bintang "dominan" yang lebih besar, dan pendamping yang lebih kecil: jisim bawah, bintang kerdil sejuk yang menyala merah.
Satu persoalan yang dihadapi oleh para astronom ialah adakah exoplanet dapat bertahan dari kejutan bintang yang kadang-kadang menghancurkan menjelang peringkat akhir evolusinya. (Lihat Space Magazine: Nampaknya Mustahil, Tetapi Entah bagaimana Planet ini bertahan dari Fasa Gergasi Merah Bintangnya) Mugrauer menemui lapan kerdil putih di antara sistem berbilang bintangnya, menguatkan kes bahawa planet dapat bertahan, sekurang-kurangnya kadang-kadang, ketika bintang tuan rumah membuat malapetaka di sekitarnya .
Dari 208 sistem berbilang bintang dalam kajian Mugrauer, majoriti 176 adalah sistem bintang binari. Tetapi ada juga 27 sistem bintang tiga dan bahkan satu sistem bintang empat. Dan antara 20 AU hingga 10,000 AU, 15% bintang mempunyai pendamping. Ini bertentangan dengan frekuensi umum bintang seperti Matahari dengan sahabat, di mana ahli astronomi menjangkakan untuk menjumpai dua kali lebih banyak. Juga, bintang pendamping yang ditemui Mugrauer dalam kajiannya menunjukkan jarak sekitar lima kali lebih besar daripada sistem "biasa".
Menurut Mugrauer, "Kedua-dua faktor yang dikumpulkan ini dapat menunjukkan bahawa pengaruh beberapa bintang dalam sistem bintang mengganggu proses pembentukan planet serta pengembangan orbitnya lebih lanjut."
Kehadiran rakan bintang boleh mengganggu proses pembentukan planet di cakera di sekitar bintang-bintang muda. Gravitinya juga dapat mempengaruhi evolusi orbit planet.
Mugrauer mendapati bahawa sekitar 15% bintang hosting exoplanet dalam kajiannya mempunyai satu atau lebih bintang pendamping. Tetapi dia melihat ini sebagai permulaan kerjanya. Dia berhasrat untuk terus mengemas kini daftarnya sebagai projek yang sedang berjalan kerana misi eksoplanet baru, terutama TESS, menjalankan tugas mereka.
Dengan adanya pangkalan data sistem bintang berbilang host yang berkembang pesat ini, ahli astronomi boleh mula menjawab soalan menarik: bagaimana planet membentuk, berkembang, dan menyesuaikan diri apabila bintang tuan rumah mereka mempunyai teman?
Lagi:
- Siaran Akhbar: Dunia Jauh di Bawah Matahari
- Kertas Penyelidikan: Cari sahabat bintang bintang hos exoplanet dengan meneroka ESA kedua-Gaia pelepasan data
- Space Magazine: Nampaknya Mustahil, Tetapi Entah bagaimana Planet ini bertahan dari Fasa Merah Gergasi Bintangnya
