Forskare vid Niels Bohr Institute, Köpenhamns universitet, har undersökt mer än 1000 planetsystem som kretsar runt stjärnor i vår egen galax, Vintergatan, och har upptäckt en serie samband mellan planetbanor, antal planeter, förekomst och avståndet till deras stjärnor. Det visar sig att vårt eget solsystem på något sätt är mycket sällsynt, och i andra mycket vanliga.

Det är sällsynt att ha åtta planeter, men studien visar att solsystemet följer exakt samma sak, mycket grundläggande regler för bildandet av planeter runt en stjärna som de alla gör. Frågan om vad som gör den så speciell att den härbärgerar liv är fortfarande en bra fråga. Studien är nu publicerad i MNRAS

Excentriska planetbanor är nyckeln till att bestämma antalet planeter

Det finns en mycket tydlig korrelation mellan banornas excentricitet och antalet planeter i ett givet solsystem. När planeterna bildas, de börjar i cirkulära banor i ett moln av gas och damm. Men de är fortfarande relativt små i storlek, upp till storlekar jämförbara med månen. På en något längre tidsskala samverkar de via gravitation och får allt fler excentriska eller elliptiska banor. Det betyder att de börjar kollidera eftersom elliptiska banor korsar varandra - och så att planeterna växer i storlek på grund av kollisionerna. Om slutresultatet av kollisionerna är att alla bitar blir bara en eller några få planeter, då stannar de i elliptiska banor. Men om de blir många planeter, gravitationskraften mellan dem gör att de tappar energi – och så bildar de fler och fler cirkulära banor.

Forskarna har hittat ett mycket tydligt samband mellan antalet planeter och hur cirkulära banorna är. "Faktiskt, detta är egentligen ingen överraskning, Professor Uffe Gråe Jørgensen förklarar. "Men vårt solsystem är unikt i den meningen att inga andra solsystem med så många planeter som vårt är kända. Så det kanske kan förväntas att vårt solsystem inte passar in i korrelationen. Men det gör det – i själva verket, det är rätt på."

De enda solsystemen som inte passar in i denna regel är system med bara en planet. I vissa fall, anledningen är att i dessa enplanetssystem, planeten kretsar runt stjärnan i mycket nära anslutning, men i andra, Anledningen är att systemen faktiskt kan hålla fler planeter än vad som ursprungligen antogs. "I dessa fall, vi tror att avvikelsen från regeln kan hjälpa oss att avslöja fler planeter som varit gömda fram till nu, "Nanna Bach-Møller, första författaren till den vetenskapliga artikeln, förklarar. Om vi ​​kan se omfattningen av excentriciteten hos planetens omloppsbana, då vet vi hur många andra planeter som måste finnas i systemet – och vice versa, om vi har antalet planeter, vi känner nu deras banor. "Detta skulle vara ett mycket viktigt verktyg för att upptäcka planetsystem som vårt eget solsystem, eftersom många exoplaneter som liknar planeterna i vårt solsystem skulle vara svåra att upptäcka direkt, om vi inte vet var vi ska leta efter dem."

Jorden är bland de lyckliga 1%

Oavsett vilken metod som används i sökandet efter exoplaneter, man når samma resultat. Så, det finns grundläggande, universell fysik på spel. Forskarna kan använda detta för att säga:Hur många system har samma excentricitet som vårt solsystem? – som vi sedan kan använda för att bedöma hur många system som har samma antal planeter som vårt solsystem. Svaret är att det bara finns 1 % av alla solsystem med samma antal planeter som vårt solsystem eller fler. Om det finns ungefär 100 miljarder stjärnor i Vintergatan, detta är, dock, fortfarande inte mindre än en miljard solsystem. Det finns cirka 10 miljarder jordliknande planeter i den beboeliga zonen, d.v.s. på avstånd från deras stjärna, vilket tillåter förekomsten av flytande vatten. Men det är en enorm skillnad mellan att vara i den beboeliga zonen och att vara beboelig eller ha utvecklat en teknisk civilisation, Uffe Gråe Jørgensen betonar. "Något är orsaken till det faktum att det inte finns en enorm mängd UFO där ute. När erövringen av planeterna i ett solsystem har börjat, det går ganska snabbt. Det kan vi se i vår egen civilisation. Vi har varit på månen och på Mars har vi flera robotar redan. Men det finns inte en massa UFO:n från miljarder jordliknande exoplaneter i stjärnornas beboeliga zoner, så livet och tekniska civilisationer i synnerhet är förmodligen fortfarande ganska knappa."

Jorden är inte speciellt speciell – antalet planeter i systemet är vad det handlar om

Vad mer krävs för att hysa liv än att vara en planet i jordstorlek i den beboeliga zonen? Vad är egentligen speciellt här på jorden och i vårt solsystem? Jorden är inte speciell – det finns gott om jordliknande planeter där ute. Men kanske kan det vara antalet planeter och deras natur. Det finns många stora gasplaneter i vårt solsystem, hälften av dem alla. Kan det vara så att existensen av de stora gasplaneterna är orsaken till vår existens här på jorden? A part of that debate entails the question of whether the large gas planets, Saturn and Jupiter, redirected water-bearing comets to Earth when the planet was a half-billion years old, enabling the forming of life here.

This is the first time a study has shown how unique it is for a solar system to be home to eight planets, but at the same time, shows that our solar system is not entirely unique. Our solar system follows the same physical rules for forming planets as any other solar system, we just happen to be in the unusual end of the scale. And we are still left with the question of why, exactly, we are here to be able to wonder about it.