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【周連星惑星】惑星が2つの太陽を安定して公転するための条件とは?

どうも!宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。

今回は宇宙シミュレーターuniverse sandbox 2を使い、「周連星惑星になるためにはどんな条件があるのか」を検証していきます。

周連星惑星とは?

太陽系では一つの恒星の周りに惑星が公転するのが常識ですよね。

ですがこれまで観測された連星系のうち半数近くに惑星系が有る事が知られています!

これらの惑星は周連星惑星と呼ばれます。

以前は周連星惑星は滅多にないものと考えられていましたが、最近退役した探査機ケプラーもいくつかの周連星惑星を見つけるなどして、宇宙では一般的に存在するものと知られるようになりました。

周連星惑星の場合主星の引力のみならず、伴星による主要ではない力の働き(摂動)が大きいです。

そのため単星の惑星に比べると軌道が不安定ですが,基本的には連星の重心を焦点とした楕円軌道を描きます。

連星系でも一方の恒星を公転する惑星は周連星惑星ではない

ちなみに連星系であっても、このケンタウルス座アルファ星Bcのように一方の恒星のみを安定して公転する惑星は、「周連星惑星」とは呼びません。

連星の周りを安定して公転できる条件は?

宇宙にありふれているとはいえ、二つ以上の連星の周りを公転するのは重力的にそう単純ではありません。

ではどのような条件が重なると連星の周りで安定して公転できるのか、いくつか見ていきましょう!

1、連星同士・恒星と惑星の距離が近すぎない

連星同士が離れていればその周囲を公転できたとしても、連星同士が近接し過ぎると惑星はすぐに不安定になってしまいます。

よって連星同士はある程度離れていなければなりません。

さらに惑星が連星から十分に遠く離れている場合も軌道は大きく乱れる事はあまりなく、安定して公転します。

ですが連星に近づくに連れ、個々の星の影響が大きくなり、軌道は明らかに歪み単純な楕円運動ではなくなります。

そして安定して公転する限界以内に入ると連星系から放り出されるか、うち一つの恒星を至近距離で公転するので、周連星惑星ではなくなります。

よって恒星と惑星との距離もある程度離れている必要があります。

2、惑星軌道面の向きが連星面と同じか垂直

周連星惑星が安定して公転出来る軌道の向きは、シミュレーションにより二種類あることがわかっています。

第一に惑星軌道面と連星系が同じ平面にある場合、第二に連星系の面に対し惑星軌道が垂直になる場合です。

とはいえ連星系の面に対し垂直となる惑星は探査機ケプラーによる検出が極めて困難なため、現在確認されている周連星惑星の軌道面は全て連星と同じ平面上にあります。

公転軌道が連星に対し垂直になりうる惑星

このように惑星の公転軌道面と連星の平面が垂直に交わる連星系は非常に珍しいですが、HD 98800という連星系はそれに当てはまるのではないかと期待されています!

 

HD98800は構造が非常にややこしく、HD98800AaとHD98800Abの2星から成るHD98800A連星と、HD98800BaとHD98800Bbの2星から成るHD98800B連星が互いに周り合う四重連星です。

このうちHD98800Bには原始惑星系円盤(惑星ができる前の塵やガスからできている円盤)があり、30年にも及ぶ研究の結果最近になって、その角度が約のずれがあるもののほぼ垂直であることが判明しました!

なので近い将来この連星の垂直面に惑星が公転する可能性が大いに高まっています。

結論:グレた地球「俺も太陽を垂直に公転しようかな」

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