A galáxia está repleta de sistemas planetários muito diferentes dos nossos. No sistema solar, o planeta mais próximo do Sol - Mercúrio, com uma órbita de 88 dias - também é o menor. Mas a espaçonave Kepler da NASA descobriu milhares de sistemas cheios de planetas muito grandes - chamados de superterras - em órbitas muito pequenas que giram em torno de sua estrela hospedeira várias vezes a cada 10 dias.

Agora, os pesquisadores podem ter uma melhor compreensão de como esses planetas se formaram.

Uma equipe de astrônomos liderados pela Penn State descobriu que, conforme os planetas se formam a partir da agitação caótica da gravidade, hidrodinâmica - ou, arrasto - e forças magnéticas e colisões dentro da poeira, disco protoplanetário gasoso que envolve uma estrela enquanto um sistema planetário começa a se formar, as órbitas desses planetas eventualmente entram em sincronia, fazendo com que deslizem - sigam o estilo do líder - em direção à estrela. As simulações de computador da equipe resultam em sistemas planetários com propriedades que correspondem às dos sistemas planetários reais observados pelo telescópio espacial Kepler de sistemas solares. Ambas as simulações e observações mostram grandes, superterras rochosas orbitando muito perto de suas estrelas hospedeiras, de acordo com Daniel Carrera, professor assistente de pesquisa de astronomia no Eberly College of Science da Penn State.

Ele disse que a simulação é um passo para entender por que as super-Terras se reúnem tão perto de suas estrelas hospedeiras. As simulações também podem lançar luz sobre por que as super-Terras estão frequentemente localizadas tão perto de sua estrela hospedeira, onde não parece haver material sólido suficiente no disco protoplanetário para formar um planeta, muito menos um grande planeta, de acordo com os pesquisadores, que relatam suas descobertas no Avisos mensais da Royal Astronomical Society .

"Quando as estrelas são muito jovens, eles são cercados por um disco que é composto principalmente de gás com um pouco de poeira - e essa poeira cresce nos planetas, como a Terra e essas super-Terras, "disse Carrera." Mas o quebra-cabeça particular para nós é que este disco não vai até a estrela - há uma cavidade lá. E, no entanto, vemos esses planetas mais perto da estrela do que na borda desse disco. "

A simulação de computador dos astrônomos mostra que, hora extra, as forças gravitacionais dos planetas e do disco prendem os planetas em órbitas sincronizadas - ressonância - entre si. Os planetas então começam a migrar em uníssono, com alguns se aproximando da borda do disco. A combinação do disco de gás que afeta os planetas externos e as interações gravitacionais entre os planetas externos e internos podem continuar a empurrar os planetas internos para muito mais perto da estrela, mesmo do interior até a borda do disco.

"Com as primeiras descobertas de exoplanetas do tamanho de Júpiter orbitando perto de sua estrela hospedeira, os astrônomos foram inspirados a desenvolver vários modelos de como esses planetas poderiam se formar, incluindo interações caóticas em sistemas de múltiplos planetas, efeitos de maré e migração através do disco de gás, "disse Eric Ford, professor de astronomia e astrofísica, diretor do Centro de Exoplanetas e Mundos Habitáveis ​​da Penn State e do Instituto de Cibernética (ICS) co-contrata professores. "Contudo, esses modelos não previram as descobertas mais recentes de planetas do tamanho da super-Terra orbitando tão perto de sua estrela hospedeira. Alguns astrônomos sugeriram que tais planetas devem ter se formado muito perto de suas localizações atuais. Nosso trabalho é importante porque demonstra como planetas do tamanho da super-Terra de curto período poderiam ter se formado e migrado para suas localizações atuais graças às complexas interações de vários sistemas planetários. "

Carrera disse que ainda há mais trabalho para confirmar se a teoria está correta.

"Mostramos que é possível para os planetas chegarem tão perto de uma estrela nesta simulação, mas não significa que seja a única maneira que o universo escolheu para torná-los, "disse Carrera." Alguém pode ter uma ideia diferente de uma maneira de levar os planetas tão perto de uma estrela. E, tão, a próxima etapa é testar a ideia, revise isto, faça previsões que você pode testar contra as observações. "

Pesquisas futuras também podem explorar por que nosso sistema solar super-sem Terra é diferente da maioria dos outros sistemas solares, Carrera acrescentou.

"Super-Terras em órbitas muito próximas são de longe o tipo mais comum de exoplaneta que observamos, e ainda assim eles não existem em nosso próprio sistema solar e isso nos faz perguntar por que, "disse Carrera.

De acordo com os pesquisadores, as melhores estimativas publicadas sugerem que cerca de 30 por cento das estrelas semelhantes ao solar têm alguns planetas mais próximos da estrela hospedeira do que a Terra está do sol. Contudo, eles observam que planetas adicionais podem passar despercebidos, especialmente pequenos planetas distantes de suas estrelas.