Viviamo davvero in un momento fantastico per la ricerca sugli esopianeti. Ancora più recentemente, hanno cominciato a spuntare immagini dirette, così come i primi spettri delle atmosfere di tali pianeti. Tanti dati stanno diventando disponibili, gli astronomi hanno persino iniziato a essere in grado di fare inferenze su come questi pianeti solari extra avrebbero potuto formarsi.
In generale, ci sono due metodi con cui i pianeti possono formarsi. Il primo è attraverso la co-secrezione in cui la stella e il pianeta si formerebbero dal collasso gravitazionale indipendentemente l'uno dall'altro, ma in prossimità abbastanza vicina che la loro gravità reciproca li lega insieme in orbita. Il secondo, il metodo attraverso il quale si è formato il nostro sistema solare, è il metodo del disco. In questo, il materiale proveniente da un sottile disco attorno a una proto-stella collassa per formare un pianeta. Ognuno di questi processi ha una serie diversa di parametri che possono lasciare tracce che potrebbero consentire agli astronomi di scoprire quale metodo è dominante. Un nuovo articolo di Helmut Abt del Kitt Peak National Observatory, esamina queste caratteristiche e determina che, dal nostro attuale campionamento di esopianeti, il nostro sistema solare potrebbe essere una stranezza.
Il primo parametro che distingue i due metodi di formazione è quello dell'eccentricità. Per stabilire una linea di base per il confronto, Abt ha innanzitutto tracciato la distribuzione delle eccentricità per 188 stelle binarie a sequenza principale e confrontato con lo stesso tipo di trama per l'unico sistema noto che si è formato tramite il metodo del disco (il nostro Sistema Solare). Ciò ha rivelato che, sebbene la maggior parte delle stelle abbia orbite con bassa eccentricità, questa percentuale diminuisce lentamente all'aumentare dell'eccentricità. Nel nostro sistema solare, in cui solo un pianeta (Mercurio) ha un'eccentricità superiore a 0,2, la distribuzione diminuisce molto più rapidamente. Quando Abt costruì la distribuzione per i 379 pianeti con eccentricità nota, era quasi identica a quella per le stelle binarie.
Un diagramma simile è stato creato per l'asse semi maggiore delle stelle binarie e il nostro sistema solare. Ancora una volta, quando questo è stato tracciato per i pianeti solari extra noti, la distribuzione era simile a quella dei sistemi binari a stella.
Abt ha anche ispezionato la configurazione dei sistemi. I sistemi stellari contenenti tre stelle contenevano generalmente una coppia di stelle in un'orbita binaria stretta con un terzo in un'orbita molto più grande. Confrontando i rapporti di tali orbite, Abt ha quantificato la spaziatura orbitale. Tuttavia, invece di limitarsi a paragonarlo al sistema solare, ha considerato l'analoga situazione di formazione delle stelle attorno alla massa centrale della galassia e ha costruito una distribuzione simile in questo modo. In questo caso, i risultati sono stati ambigui; Entrambe le modalità di formazione hanno prodotto risultati simili.
Infine, Abt ha considerato la quantità di elementi pesanti nel corpo più massiccio. È risaputo che la maggior parte dei pianeti extra-solari si trovano attorno a stelle ricche di metalli. Mentre non vi è alcun motivo per cui i pianeti si formano in un disco non poteva formarsi attorno a stelle di massa elevata, con una nuvola ricca di metallo da cui formare stelle e pianeti è un requisito per il modello di coaccrezione perché tende ad accelerare il processo di collasso, permettendo ai pianeti giganti di formarsi completamente prima che la nuvola fosse dissipata quando la stella divenne attiva. Pertanto, il fatto che la stragrande maggioranza dei pianeti extra-solari esistano attorno a stelle ricche di metallo favorisce l'ipotesi della coaccrezione.
Nel loro insieme, questo fornisce quattro test per i modelli di formazione. In ogni caso, le attuali osservazioni suggeriscono che la maggior parte dei pianeti scoperti finora si è formata dalla coaccrezione e non in un disco. Tuttavia, Abt osserva che ciò è molto probabilmente dovuto a distorsioni statistiche imposte dai limiti di sensibilità degli strumenti attuali. Come osserva, gli astronomi "non hanno ancora la sensibilità della velocità radiale per rilevare sistemi a disco come il sistema solare, ad eccezione di singoli grandi pianeti, come Giove a 5 UA." Pertanto, questa visione cambierà probabilmente man mano che nuove generazioni di strumenti saranno disponibili. Infatti, man mano che gli strumenti migliorano al punto che diventa disponibile la mappatura tridimensionale e si possono osservare direttamente le inclinazioni orbitali, gli astronomi saranno in grado di aggiungere un altro test per determinare le modalità di formazione.
EDIT: Dopo un po 'di confusione e discussione nei commenti, volevo aggiungere un'ulteriore nota. Tieni presente che questo è solo il media di tutti i sistemi attualmente noto che sembra sistemi co-segreti. Mentre ci sono indubbiamente alcuni là dentro che si sono formati dai dischi, la loro rarità nei dati attuali li fa non emergere. Certamente, lo sappiamo a meno un sistema che si adatta a un test efficace per il metodo del disco. Questa recente scoperta di Keplero, in cui sono stati osservati tre pianeti mentre transitavano la loro stella ospite, dimostra che tutti questi pianeti dovere giacciono in un disco non conforme alle aspettative di condensa indipendente. Man mano che vengono scoperti più sistemi come questo, ci aspettiamo che le distribuzioni dei test sopra descritte diventino bimodali, con componenti che corrispondono a ciascuna ipotesi di formazione.
