Gjennom mesteparten av menneskehetens historie var eksistensen av planeter utenfor vårt solsystem bare et gjenstand for spekulasjon. I dag kjenner vi til tusenvis av eksoplaneter, og stadig kraftigere observasjonsinstrumenter utvider listen over fjerne verdener. Bak hvert planetsystem—enten det er noen få planeter som kretser rundt en sol-lignende stjerne, eller en klynge av mini-Neptuner rundt en rød dverg—ligger en grunnleggende prosess med dannelse av skiver og akkresjon av planetesimaler.
Denne tematikken—Dannelse av planetsystemer—analyserer hvordan protoplanetariske skiver utvikler seg til etablerte planetstrukturer. Fra kondensasjon av de første støvpartikler og iskorn til veksten av massive gasskapsler rundt Jupiter-lignende giganter, vil vi gjennomgå de viktigste stadiene som leder til dannelsen av steinete planeter, gassgiganter og mer varierte eksoplanetkonfigurasjoner. Nedenfor følger en kort oversikt over hovedbegrepene som behandles:
Protoplanetariske skiver
Unge stjerner dannes fra kollapsende molekylskyer og er ofte omgitt av gass- og støvskiver—disse stjernesirkulære skivene er stedet hvor planetdannelse begynner.
Akkresjon av planetesimaler
Små faste partikler kolliderer og klistrer seg sammen, og blir etter hvert større planetesimaler. Når de vokser og blir til protoplaneter, dannes den fremtidige strukturen til planetsystemet.
Dannelse av steinete verdener
I de indre, varmere områdene dominerer steinete materialer, og derfor dannes jordlignende planeter her. Deres akkumulering, differensiering og bevaring av atmosfærer avgjør om det dannes verdener som ligner på Jorden eller Venus.
Gass- og isgiganter
Lenger unna stjernen, utenfor islinjen, er det rikelig med is, så faste kjerner kan vokse raskt og tiltrekke seg enorme lag av hydrogen og helium. Slik dannes planeter av Jupiter- eller Neptun-typen.
Orbitale dynamikker og migrasjon
Nylig dannede planeter vekselvirker gravitasjonsmessig med skiven og med hverandre, og migrerer ofte innover eller utover. Fenomener som «varme Jupitere» viser hvordan baner kan endres uventet i disse tidlige omorganiseringene.
Måner og ringer
Planetenes måner kan dannes sammen med planeten i små omløpsskiver eller bli fanget hvis et separat legeme kommer inn i planetens gravitasjonspåvirkning. Ringer kan dannes av ødelagte måner eller rester av skiver.
Asteorider, kometer og dvergplaneter
Ikke alt materiale samles i store planeter. Asteroidbeltet og objekter i Kuiperbeltet reflekterer gjenværende planetesimaler eller «mislykkede» protoplaneter som bevarer forholdene fra det tidlige solsystemet.
Variasjon blant eksoplaneter
Observasjoner av fjerne verdener har avslørt en forbløffende variasjon—super-Jorder, varme Jupitere, mini-Neptuner, lavaverdener og mer—et resultat som bestemmes av egenskapene til de opprinnelige skivene, stjernens miljø og migrasjonshistorie.
Begrepet beboelig sone
Forutsigelsen av hvor i banen flytende vann kan eksistere på en planets overflate er viktig i søket etter beboelige verdener. Men faktorer som stjernens aktivitet og planetens atmosfæresammensetning må vurderes for å avgjøre den faktiske egnetheten for liv.
Fremtidig forskning i planetologi
Nye romoppdrag, enorme teleskoper, forbedrede teoretiske modeller og omfattende oversikter over eksoplaneter vil videre forbedre forståelsen av planetdannelse, utbredelse og potensiell beboelighet.
Alle disse tematiske delene viser hvordan stjernesirkler dannet av interstellart støv og gass blir til komplekse familier av planeter, måner og mindre legemer. Ved å forstå denne prosesskjeden—fra protoplanetariske skiver til dannelsen av giganter og orbitale omorganiseringer—forstår vi bedre ikke bare opprinnelsen til vårt eget solsystem, men også mange eksoplanetære systemer som strekker seg gjennom hele kosmos.