Oddball -kuumalla Jupiterilla on kiehtova kiertorata
Tutkijaryhmä käyttääSpitzer -avaruusteleskooppiovat havainneet oudon pallon eksoplaneetan, joka tunnetaan nimellä HD 80606b, ja jonka kiertorata on villisti eksentrinen ja sijaitsee 190 valovuoden päässä Maasta. Eksoplaneetta - aurinkokuntamme ulkopuolinen planeetta - on niin sanottu 'kuuma Jupiter', kaasujättiläinen, kuten Jupiter, mutta paljon kuumempi. HD 80606b: n kiertorata on melkein kuin komeetta, tutkijatsanoa, heiluu vilkkaasti lähellä tähtään ja palaa sitten paljon suuremmille etäisyyksille yhä uudelleen 111 päivän välein. Kirja havainnoista olijulkaistu27. maaliskuuta 2016 sisäänAstrophysical Journal Letters.
Vuosisatojen ajan aurinkokuntaamme pidettiin universumin planeettajärjestelmien vakiomallina, jossa tähti (aurinko) oli pyöreän radan keskellä ja planeetta kiertää jokaisen kaistan sisällä. Pienemmät, kivisemmät planeetat täyttävät sisäkaistat, ja suuret kaasujätit kiertävät kauempana.
Mutta viimeisten 20 vuoden aikana tehokkaammat kaukoputket ovat paljastaneet kaukana aurinkokunnastamme joukon eksoottisia järjestelmiä, joilla on täysin odottamattomat kokoonpanot. Esimerkiksi Hot Jupiters ovat massiivisia paahtoplaneettoja, jotka kiertävät paahtavan lähellä tähtensä. Tutkijat ovat ihmetelleet, kuinka nämä kaasujättilät, joiden oletetaan muodostuvan kaukana tähdistään, päätyvät tällaisiin rakkuloihin.
Vielä oudompi planeettajärjestelmä voi tehdä palapelistä haastavamman. NASAn Spitzer -avaruusteleskoopin avulla tutkijaryhmä on havainnut eksoplaneetan, jonka nimi on HD 80606b. Tämä planeetta on suunnilleen Jupiterin kokoinen, vaikka neljä kertaa niin massiivinen, ja se sijaitsee järjestelmässä, joka sijaitsee 190 valovuoden päässä Maasta, Ursa Major -tähdistössä.
Tähtitieteilijät katsoivat HD 80606b -nimisen eksoplaneetan lämpenevän ja viilenevän sen kuuman ja kiertoradan aikana tähtensä ympärillä. Kuva: NASA/JPL-Caltech/MIT
Mikä tekee HD 80606b: stä erottuvan satojen äskettäin löydettyjen eksoplaneettojen keskellä, on sen erittäin epäkeskinen kiertorata. Ympyräreitin ylläpitämisen sijaan HD 80606b viettää noin 100 päivää vuodessaan kulkiessaan pitkänomaista reittiä poispäin tähdestä ja palatessaan sitä kohti, aivan kuten komeetan liikerata. Sitten se vain 20 tunnissa pyyhkäisee tähden ympäri, melkein koskettamalla sitä, ennen kuin heiluu uudelleen. Lähimmässä lähestymistavassaan planeetta saa valtavan määrän energiaa tähdeltään - yli tuhat kertaa enemmän energiaa kuin maapallo saa auringosta joka päivä.
Greg Laughlin Kalifornian yliopistosta, Santa Cruz, on tutkimuksen toinen kirjoittaja. Laughlin sanoi:
Kun planeetta lähestyy tähteä, se tuntee tähtien valon tai säteilyn. Ilmakehästä tulee kemiallisten reaktioiden pata, ja tuulet nousevat hurrikaanivoiman yli.
Tutkijat havaitsivat HD 80606b: tä 85 tunnin aikana, kun se oli lähimpänä tähtiään. Tutkijat ovat tutkineet, kuinka planeetan lämpötila muuttuu, kun se lähestyy, lakaisee ja siirtyy pois tähdestään. He päättivät, että vaikka planeetan tähtipuoli kiehuu äärimmäisen 1 400 kelvinin (noin 2 000 Fahrenheit-asteen) aikana kääntymisen aikana, nämä paahtolämpötilat ovat lyhytaikaisia. Yllättäen he havaitsivat, että planeetta jäähtyy alle 10 tunnissa kiertäessään pois ja saavuttaa niin kylmät lämpötilat, että se muuttuu Spitzerille näkymättömäksi koko sen kiertorata.
Tutkimuksen kirjoittaja Julien de Wit on tutkija MIT: n maapallon, ilmakehän ja planeettojen tieteen laitoksella. Hän sanoi:
Jos maapalloa siirrettäisiin niin lähelle aurinkoamme, se menettäisi ilmakehänsä ja kääntäisi pintansa magmaksi.
Tämä tapahtuu 111 päivän välein. Hyvä asia on, että planeetta menee niin kauas, että prosessi on täydellinen nollaus. Se on sama tarina uudestaan ja uudestaan.
HD 80606b -nimisen kuuman, kaasumaisen planeetan myrskyisä ilmapiiri esitetään tässä simulaatiossa, joka perustuu NASAn Spitzer -avaruusteleskoopin tietoihin. Olen ikä redit: NASA/JPL-Caltech
Uskotaan, että kuumat Jupiterit alkavat ympyrän kiertoradalla, jotka ovat samanlaisia kuin oma Jupiterimme, kaukana tähdistään. Jossain vaiheessa jokin suuri ja massiivinen, kuten lähellä oleva tähti, työntää heidät epäkeskeisille kiertoradille. Tähtien painovoima puristaa näitä planeettoja joka kerta, kun ne piiskaavat lähellä. Jokaisen läheisen kohtaamisen aikana murto -osa planeettojen puristamiseen käytetystä painovoimaenergiasta haihtuu lämmönä, mikä vähentää hitaasti planeettojen kiertoratojen epäkeskisyyttä, mikä lopulta päätyy tiukkaan ja pyöreään - prosessi, joka tunnetaan kiertokulkuena. Siksi HD 80606 b: n uskotaan olevan keskivaellus, joka hidastaa siirtymistä elliptisestä pyöreään rataan.
Kuinka kauan kiertokulku kestää, riippuu siitä, kuinka 'likainen' tai taipuisa planeetta on, ottaen huomioon sen sisäiset ominaisuudet. Mitä joustavampi planeetta, sitä paremmin se hajottaa mekaanista energiaa lämmönä - temppu, jonka kuka tahansa voi kokea puristamalla toistuvasti kumipalloa, joka puolestaan lämmittää pallon. Aurinkokuntamme jättiläisten kireyden perusteella kiertämisvaiheen odotetaan tapahtuvan suhteellisen lyhyen satojen miljoonien vuosien aikana. Tutkijat uskovat, että tämä mekanismi saattaa selittää kuinka kuumat Jupiters lopulta kehitti lähikiertonsa.
Kuitenkin uudet Spitzer -havainnot viittaavat siihen, että HD 80606b ei ole niin likainen kuin odotettiin. Siksi HD 80606b ei liiku niin nopeasti kuin aiemmin luultiin ja voi säilyttää erittäin epäkeskisen kiertoradan vielä 10 miljardia vuotta tai enemmän. Jos näin on, de Wit sanoo, että tutkijoiden on ehkä harkittava uudelleen teorioita siitä, kuinka kuumia Jupitereita muodostuu, koska se viittaa siihen, että taustalla oleva siirtymismekanismi ei ehkä ole yhtä tehokas kuin aiemmin uskottiin.
De Wit sanoo, että vaihtoehtoiset teoriat kuumien Jupitereiden muodostumisesta-joissa kaasujättilät kehittyvät lähellä tähtiään tai kiertyvät sujuvasti sisäänpäin planeettaa muodostavien levyjen avulla-voivat olla todennäköisempiä selityksiä kuumalle Jupiterin evoluutiolle.
Nautitko ForVM: stä? Tilaa ilmainen päivittäinen uutiskirjeemme tänään!
Bottom line: Äärimmäisen sään eksoplaneetan havainnot villin eksentrisellä kiertoradalla herättävät kysymyksiä salaperäisten 'kuumien Jupiterien' nimisten eksoplaneettojen alkuperästä. Havainnoista julkaistiin paperi 27. maaliskuuta 2016Astrophysical Journal Letters.