Problem trzech ciał jest jednym z najtrudniejszych zagadnień w naturze. Interakcje grawitacyjne i wynikające z nich ruchy trzech ciał są niezwykle trudne do przewidzenia z powodu niestabilności. Przykładem problemu trzech ciał jest planeta orbitująca wokół dwóch gwiazd, zwana czasem „ograniczonym problemem trzech ciał”. W takim przypadku istnieją pewne potencjalne stabilne orbity dla planety.
Nowe badania pokazują, że para Alfa Centauri AB może mieć super-Jowisza na stabilnej orbicie.
Badania zatytułowane „Stabilność potencjalnego super-Jowisza w układzie Alfa Centauri” są dostępne na stronie preprint arxiv.org. Autorem jest Tinglong Feng, student z Xi’an Jiaotong University w Chinach.
Feng badał Alfa Centauri AB, naszą najbliższą sąsiedzką parę gwiazd, aby zrozumieć, czy układ może mieć super-Jowisza i jaką orbitę mógłby on przyjąć. W swojej pracy Feng porównuje układ Alfa Centauri AB z podobnym układem GJ65AB (Gliese 65), który jest znany z posiadania planety o masie Neptuna. Choć Gliese 65 to para karłów M, porównanie jest wartościowe, ponieważ układy te mają podobne stosunki mas i ekscentryczności orbit.
Feng użył metody MEGNO (Mean Exponential Growth factor of Nearby Orbits) do testowania potencjalnej stabilności super-Jowisza w układzie Alfa Centauri AB. Najpierw przeprowadził symulacje układu GJ65AB, aby zweryfikować stabilność orbity nowo odkrytej planety. Następnie zastosował tę samą metodę do Alfa Centauri AB. „Dla tej symulacji ograniczyliśmy półoś wielką planety do zakresu od 0,1 do 5,0 au, a ekscentryczności do mniej niż 0,5,” pisze Feng.
Symulacje MEGNO dla Gliese 65 wykazały, że nowo odkryta planeta o masie Neptuna powinna być stabilna. Kolejnym krokiem było znalezienie stabilnych orbit dla planety orbitującej wokół Alfa Centauri AB. Feng użył Alfa Centauri A jako gwiazdy głównej i umieścił planetę o masie 350 mas Ziemi w odległości 23,336 AU.
Wyniki symulacji wykazały, że „potencjalnie stabilna planeta” powinna mieć ekscentryczność około 0,33 i znajdować się w stabilnej strefie. Choć nie oznacza to, że taka planeta tam jest, pokazuje, że potencjalnie stabilna orbita jest możliwa.
Praca Fenga sugeruje, że egzoplanety w układach podwójnych o niemal identycznych stosunkach mas i ekscentryczności mogą wykazywać podobne właściwości stabilności. „Zakładając istnienie potencjalnej planety o masie Jowisza w Alfa Centauri AB z odpowiednimi parametrami orbitalnymi, powinno być to możliwe,” pisze Feng.
Choć nie wykryto jeszcze planet wokół Alfa Centauri AB, nasze metody poszukiwania planet nie są absolutne i istnieje wiele planet w pobliskich układach, których nie byliśmy jeszcze w stanie wykryć. Propozycje misji do tego regionu lub teleskopów zaprojektowanych do głębszego badania układu mogą w przyszłości dostarczyć odpowiedzi.
Źródło: Universe Today
