Ο καυτός Δίας του Oddball έχει άγρια εκκεντρική τροχιά
Μια ομάδα επιστημόνων που χρησιμοποιεί τοΔιαστημικό τηλεσκόπιο Spitzerέχουν παρατηρήσει έναν εξωπλανήτη περίεργο, γνωστό ως HD 80606b, με μια άγρια εκκεντρική τροχιά που βρίσκεται 190 έτη φωτός από τη Γη. Ο εξωπλανήτης - ένας πλανήτης έξω από το ηλιακό μας σύστημα - είναι αυτό που ονομάζεται «καυτός Δίας», ένας γίγαντας αερίου όπως ο Δίας αλλά πολύ θερμότερος. Η τροχιά του HD 80606b είναι σχεδόν σαν αυτή ενός κομήτη, σύμφωνα με τους ερευνητέςλένε, στριφογυρίζοντας σιγά -σιγά κοντά στο αστέρι του και στη συνέχεια επιστρέφει σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις ξανά και ξανά κάθε 111 ημέρες. Ένα έγγραφο για τις παρατηρήσεις ήτανπου δημοσιεύθηκε27 Μαρτίου 2016 στοΕπιστολές Αστροφυσικής ΕφημερίδαςΤο
Για αιώνες, το ηλιακό μας σύστημα θεωρήθηκε ως ένα τυπικό σχέδιο για τα πλανητικά συστήματα στο σύμπαν, με ένα αστέρι (τον ήλιο μας) στο κέντρο μιας κυκλικής τροχιάς και έναν πλανήτη να περιφέρεται σε κάθε λωρίδα. Μικρότεροι, πιο βραχώδεις πλανήτες γεμίζουν τις εσωτερικές λωρίδες και μεγαλύτεροι γίγαντες αερίου περιφέρονται πιο μακριά.
Αλλά τα τελευταία 20 χρόνια, πιο ισχυρά τηλεσκόπια αποκάλυψαν, μακριά από το ηλιακό μας σύστημα, ένα πλήθος εξωτικών συστημάτων με εντελώς απροσδόκητες διαμορφώσεις. Οι καυτοί Δία, για παράδειγμα, είναι τεράστιοι «ψητοί» πλανήτες που κυκλώνουν φρικιαστικά κοντά στα αστέρια τους. Οι επιστήμονες έχουν προβληματιστεί για το πώς αυτοί οι γίγαντες αερίου, που υποτίθεται ότι σχηματίζονται μακριά από τα άστρα τους, καταλήγουν σε τέτοιες φουσκάλες τροχιές.
Τώρα ένα ακόμη πιο περίεργο πλανητικό σύστημα μπορεί να κάνει το παζλ πιο δύσκολο. Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, μια ομάδα επιστημόνων παρατήρησε έναν εξωπλανήτη με το όνομα HD 80606b. Αυτός ο πλανήτης είναι περίπου στο μέγεθος του Δία, αν και τέσσερις φορές μεγαλύτερος, και βρίσκεται σε ένα σύστημα 190 έτη φωτός από τη Γη, στον αστερισμό του Μεγάλου Ουρού.
Οι αστρονόμοι παρακολούθησαν έναν εξωπλανήτη που ονομάζεται HD 80606b να θερμαίνεται και να κρυώνει κατά τη διάρκεια της τρομερής τροχιάς του γύρω από το άστρο του. Πιστωτική εικόνα: NASA/JPL-Caltech/MIT
Αυτό που κάνει το HD 80606b να ξεχωρίζει ανάμεσα στις εκατοντάδες εξωπλανήτες που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα είναι η εξαιρετικά εκκεντρική τροχιά του. Αντί να διατηρήσει μια κυκλική διαδρομή, το HD 80606b περνά περίπου 100 ημέρες του έτους του ταξιδεύοντας σε μια μακρόστενη διαδρομή μακριά και μετά επιστρέφοντας προς το άστρο του, όπως και η τροχιά ενός κομήτη. Στη συνέχεια, σε μόλις 20 ώρες, σαρώνει γύρω από το αστέρι, σχεδόν αγγίζοντάς το, πριν απομακρυνθεί ξανά. Στην πλησιέστερη προσέγγισή του, ο πλανήτης λαμβάνει τεράστια ποσότητα ενέργειας από το άστρο του - πάνω από χίλιες φορές την ενέργεια που λαμβάνει η Γη από τον ήλιο κάθε μέρα.
Ο Greg Laughlin του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Σάντα Κρουζ, είναι συν-συγγραφέας της μελέτης. Ο Laughlin είπε:
Καθώς ο πλανήτης πλησιάζει στο αστέρι, αισθάνεται μια έκρηξη αστρικού φωτός ή ακτινοβολίας. Η ατμόσφαιρα γίνεται καζάνι χημικών αντιδράσεων και οι άνεμοι ανεβαίνουν πολύ πέρα από τη δύναμη του τυφώνα.
Οι ερευνητές παρατήρησαν το HD 80606b πάνω από 85 ώρες, κατά τη διάρκεια της πλησιέστερης προσέγγισής του στο άστρο του. Οι ερευνητές μελέτησαν πώς αλλάζει η θερμοκρασία του πλανήτη καθώς πλησιάζει, σαρώνεται και απομακρύνεται από το άστρο του. Διαπίστωσαν ότι ενώ η πλευρά του πλανήτη που κοιτάζει προς τα αστέρια βράζει σε ακραίες τιμές 1.400 κελβίνων (περίπου 2.000 βαθμούς Φαρενάιτ) κατά τη διάρκεια της περιστροφής, αυτές οι θερμοκρασίες ψησίματος είναι βραχύβιες. Παραδόξως, διαπίστωσαν ότι ο πλανήτης ψύχεται σε λιγότερο από 10 ώρες καθώς περιστρέφεται μακριά, φτάνοντας σε θερμοκρασίες τόσο κρύες που καθίσταται αόρατο για τον Spitzer για το υπόλοιπο της τροχιάς του.
Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Julien de Wit είναι μεταδιδάκτορας στο Τμήμα Γης, Ατμοσφαιρικής και Πλανητικής Επιστήμης του MIT. Αυτός είπε:
Αν η Γη μετακινούνταν τόσο κοντά στον ήλιο μας, θα έχανε την ατμόσφαιρά της και θα γύριζε την επιφάνειά της σε μάγμα.
Αυτό συμβαίνει κάθε 111 ημέρες. Το καλό είναι ότι ο πλανήτης πηγαίνει τόσο μακριά που η διαδικασία είναι πλήρης επαναφορά. Είναι η ίδια ιστορία ξανά και ξανά.
Η ταραγμένη ατμόσφαιρα ενός καυτού, αέριου πλανήτη γνωστού ως HD 80606b φαίνεται σε αυτήν την προσομοίωση με βάση τα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA. Im age redit: NASA/JPL-Caltech
Πιστεύεται ότι οι καυτοί Δία ξεκινούν σε κυκλικές τροχιές παρόμοιες με αυτές του δικού μας Δία, πολύ μακριά από τα άστρα τους. Κάποια στιγμή, κάτι μεγάλο και μαζικό σαν ένα κοντινό αστέρι τους ωθεί σε εκκεντρικές τροχιές. Αυτοί οι πλανήτες στη συνέχεια πιέζονται από τη βαρύτητα των άστρων τους κάθε φορά που χτυπάνε κοντά. Κατά τη διάρκεια κάθε στενής συνάντησης, ένα κλάσμα της βαρυτικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη συμπίεση των πλανητών διαχέεται ως θερμότητα, μειώνοντας αργά την εκκεντρικότητα των τροχιών των πλανητών, οι οποίες τελικά καταλήγουν σφιχτές και κυκλικές - μια διαδικασία γνωστή ως κυκλοφορία. Το HD 80606 b, επομένως, πιστεύεται ότι είναι μεσαίας μετανάστευσης, επιβραδύνοντας την κίνηση από ένα ελλειπτικό σε ένα κυκλικό κομμάτι.
Το πόσο διαρκεί η φάση της κυκλοφορίας εξαρτάται από το πόσο «τραχύς» ή εύκαμπτος είναι ο πλανήτης, δεδομένων των εσωτερικών ιδιοτήτων του. Όσο πιο εύκαμπτος είναι ένας πλανήτης, τόσο καλύτερα είναι να διαχέει τη μηχανική ενέργεια ως θερμότητα - ένα τέχνασμα που μπορεί να βιώσει ο καθένας πιέζοντας επανειλημμένα μια ελαστική μπάλα, η οποία με τη σειρά της θερμαίνει τη μπάλα. Με βάση την ευκαμψία των γιγάντων στο ηλιακό μας σύστημα, η φάση της κυκλοφορίας αναμένεται να συμβεί σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός ο μηχανισμός μπορεί να εξηγήσει πώς οι καυτοί Δία εξελίχθηκαν τελικά στις κοντινές τροχιές τους.
Ωστόσο, οι νέες παρατηρήσεις Spitzer υποδηλώνουν ότι το HD 80606b δεν είναι τόσο τραχύ όπως αναμενόταν. Επομένως, το HD 80606b δεν μετακινείται τόσο γρήγορα όσο πιστεύαμε και μπορεί να διατηρήσει την εξαιρετικά εκκεντρική τροχιά του για άλλα 10 δισεκατομμύρια χρόνια ή περισσότερο. Εάν συμβαίνει αυτό, ο ντε Βιτ λέει ότι οι επιστήμονες ίσως χρειαστεί να επανεξετάσουν τις θεωρίες σχετικά με το πώς σχηματίζονται οι Δίας, καθώς υπονοεί ότι ο υποκείμενος μηχανισμός μετανάστευσης μπορεί να μην είναι τόσο αποτελεσματικός όσο πιστεύαμε.
Ο De Wit λέει ότι οι εναλλακτικές θεωρίες για το πώς σχηματίζονται οι καυτοί Δίας-στους οποίους οι γίγαντες αερίου αναπτύσσονται κοντά στα αστέρια τους ή ομαλά σπειροειδώς προς τα μέσα με τη βοήθεια δίσκων που σχηματίζουν πλανήτες-μπορεί να είναι πιο πιθανές εξηγήσεις για την καυτή εξέλιξη του Δία.
Απολαμβάνετε το ForVM; Εγγραφείτε στο δωρεάν καθημερινό μας ενημερωτικό δελτίο σήμερα!
Κατώτατη γραμμή: Οι παρατηρήσεις ενός εξωπλανήτη ακραίων καιρικών φαινομένων με μια άκρως εκκεντρική τροχιά εγείρουν ερωτήματα σχετικά με την προέλευση των μυστηριωδών εξωπλανητών γνωστών ως «καυτοί Δία». Ένα έγγραφο για τις παρατηρήσεις δημοσιεύτηκε στις 27 Μαρτίου 2016 στοΕπιστολές Αστροφυσικής ΕφημερίδαςΤο