Nauji matavimai atskleidžia planetos 55 Cnc e orbitinį kelią


Kaip „pragaro planetoje“ taip karšta

Menininko įspūdis apie Janseno planetą, kuri sukasi aplink savo žvaigždę taip arti, kad visas jos paviršius yra lavos vandenynas, kurio temperatūra siekia apie 2000 laipsnių Celsijaus. Autoriai: ESA / Hablas, M. Kornmesser

Nauji tyrimai atskleidžia, kaip „pragaro planeta“ taip velniškai įkaito ir kaip kiti pasauliai gali tapti per daug nepatogūs gyvybei. Tas uolėtas pasaulis, 55 Cnc e (pravarde „Janssen“), sukasi aplink savo žvaigždę taip arti, kad metai trunka vos 18 valandų, jo paviršius yra milžiniškas lavos vandenynas, o jo vidus gali būti pilnas deimantų.

Naujos įžvalgos atsiranda dėl naujo įrankio EXPRES, kuris užfiksavo itin tikslius Jansseno saulės spindulių, žinomų kaip Kopernikas arba 55 Cnc, matavimus. Šviesos matavimai vis tiek šiek tiek pasikeitė, kai Janssenas judėjo tarp Žemės ir žvaigždės (efektas panašus į mūsų mėnulio blokavimą saulės užtemimo metu).

Analizuodami tuos matavimus, astronomai išsiaiškino, kad Janssenas skrieja aplink Koperniką palei žvaigždės pusiaują – skirtingai nuo kitų Koperniko planetų, kurios skrieja tokiais skirtingais orbitos keliais, kad niekada net nesusikerta tarp žvaigždės ir Žemės, praneša tyrėjai gruodžio 8 d. Gamtos astronomija.

Tai reiškia, kad Janssenas tikriausiai susiformavo santykinai aušintuve Orbita toliau ir laikui bėgant lėtai krito link Koperniko. Kai Janssenas priartėjo, stipresnė Koperniko gravitacinė trauka pakeitė planetos orbitą.






Animacija, kurioje Janssenas skrieja aplink savo žvaigždę. Autoriai: Lucy Reading-Ikkanda / Simonso fondas

„Sužinojome, kaip ši kelių planetų sistema – viena iš sistemų, turinčių daugiausiai planetų, kurias radome – atsidūrė dabartinėje būsenoje“, – sako tyrimo vadovė Lily Zhao, Flatiron instituto centro mokslinė bendradarbė. Kompiuterinė astrofizika (CCA) Niujorke.

Netgi savo pradinėje orbitoje planeta „greičiausiai buvo tokia karšta, kad niekas, apie ką mes žinome, negalėtų išgyventi paviršiuje“, sako Zhao. Vis dėlto nauji atradimai gali padėti mokslininkams geriau suprasti, kaip planetos formuojasi ir juda laikui bėgant. Tokia informacija yra labai svarbi norint išsiaiškinti, kokia paplitusi į Žemę panaši aplinka visatoje, taigi, kokia gausi gali būti nežemiška gyvybė.

Galų gale, mūsų saulės sistema yra vienintelė vieta kosmose, kur žinome, kad egzistuoja gyvybė. Jis taip pat plokščias kaip blynas – visos planetos skrieja kelių laipsnių atstumu viena nuo kitos, susidariusios iš to paties dujų ir dulkių disko. Kai egzoplanetų medžioklės misijos pradėjo atrasti pasaulius aplink tolimas žvaigždes, jie rado daug planetų, kurios neapskriejo savo žvaigždžių šeimininkų plokščioje plokštumoje. Tai iškėlė klausimą, ar mūsų blynus primenanti saulės sistema tikrai yra retenybė.

Kaip „pragaro planetoje“ taip karšta

Menininko įspūdis apie Janseno planetą (oranžinį apskritimą), kuri sukasi aplink savo žvaigždę taip arti, kad visas jos paviršius yra lavos vandenynas, kurio temperatūra siekia apie 2000 laipsnių Celsijaus. Autoriai: Lucy Reading-Ikkanda / Simonso fondas

Koperniko planetų sistema, kuri yra 40 šviesmečių atstumu nuo Žemės, yra ypač įdomi, atsižvelgiant į tai, kaip ji gerai ištirta ir sudėtinga: penkios egzoplanetos skrieja aplink pagrindinės sekos žvaigždę (dažniausiai paplitusią žvaigždžių kategoriją) dvinarės poros pavidalu. raudonoji nykštukė žvaigždė. Tiesą sakant, Janssenas buvo pirmoji „superžemė“, atrasta aplink pagrindinės sekos žvaigždę. Nors Janseno tankis panašus į Žemės ir greičiausiai yra uolėtas, jis yra maždaug aštuonis kartus masyvesnis ir du kartus platesnis.

Atradęs ir patvirtinęs, Janssenas tapo pirmuoju žinomu itin trumpo periodo planetos pavyzdžiu. Jansseno orbitos spindulys yra maždaug 2 milijonai kilometrų. (Palyginimui, Merkurijaus yra 46 milijonai kilometrų, o Žemės – apie 147 milijonus.) Jansseno orbita aplink Koperniką taip prigludusi, kad iš pradžių kai kurie astronomai abejojo ​​jo egzistavimu.

Nustačius Jansseno kelią aplink Koperniką, būtų galima daug sužinoti apie planetos istoriją, tačiau atlikti tokius matavimus yra neįtikėtinai sunku. Astronomai tyrinėjo Janseną, matuodami Koperniko ryškumo kritimą kiekvieną kartą, kai planeta patenka tarp žvaigždės ir Žemės.

Šis metodas nenurodo, kokia kryptimi juda planeta. Norėdami tai išsiaiškinti, astronomai naudojasi tuo pačiu Doplerio efektu, naudojamu greičio viršijimo kamerose. Kada šviesos šaltinis juda link jūsų, matomos šviesos bangos ilgis yra trumpesnis (taigi ir mėlynesnis). Kai jis tolsta, dažnis pasislenka plačiau, o šviesa tampa raudonesnė.

Kaip „pragaro planetoje“ taip karšta

Koperniko žvaigždės diagrama (didelis apskritimas) iš naujo tyrimo, kuriame tiriama, kaip egzoplaneta 55 Cnc e (pravarde „Janssen“ ir pavaizduota juodu tašku) sukasi aplink savo žvaigždę. Tyrimas atskleidė, kad planetos orbita (pasvirusi horizontali linija) iš esmės sutampa su žvaigždės pusiauju. Ši nauja informacija buvo gauta tiksliai išmatavus priimančiosios žvaigždės šviesą. Kai Janssenas juda tarp žvaigždės ir Žemės, išmatuota žvaigždžių šviesa krenta. Pastebėtas žvaigždės spalvos pokytis priklauso nuo to, kurią žvaigždės pusę Janssenas kerta. Dėl Doplerio efekto link Žemės besisukantis pusrutulis yra šiek tiek mėlynesnis, priešingas pusrutulis, besisukantis tolyn, yra šiek tiek raudonesnis, o vidurys nepakitęs. Kreditas: L. Zhao ir kt./Gamtos astronomija 2022 m

Kai Kopernikas sukasi, pusė žvaigždės sukasi link mūsų, o kita pusė tolsta. Tai reiškia, kad pusė žvaigždės yra šiek tiek mėlynesnė, o kita pusė yra šiek tiek raudonesnė (ir tarpas viduryje yra nepaslinktas). Taigi astronomai gali sekti Jansseno orbitą matuodami, kada ji blokuoja šviesą iš raudonesnės, mėlynesnės pusės ir nepakitusio vidurio.

Tačiau gautas žvaigždžių šviesos skirtumas yra beveik neišmatuojamai mažas. Komandos bandė ir anksčiau, bet negalėjo tiksliai nustatyti planetos orbitos kelio. Naujojo tyrimo proveržis buvo pasiektas naudojant Lowell observatorijos Lowell Discovery teleskopą Arizonoje, naudojant EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES). Pagal savo pavadinimą spektrometras pasiūlė tikslumą, kurio reikia norint pastebėti mažus raudonos ir mėlynos spalvos poslinkius.

EXPRES matavimai atskleidė, kad Jansseno orbita yra maždaug suderinta su Koperniko pusiauju, todėl Janssenas yra unikalus tarp savo brolių ir seserų.

Ankstesni tyrimai rodo, kad netoliese esanti raudonosios nykštukės orbita lėmė netinkamą jų išsidėstymą planetos palyginti su Koperniku. Naujajame tyrime mokslininkai siūlo, kad dangaus kūnų sąveika perkėlė Janseną į pragarišką dabartinę vietą. Janssenui artėjant prie Koperniko, žvaigždės gravitacija tapo vis labiau dominuojanti. Kadangi Kopernikas sukasi, dėl išcentrinės jėgos jo vidurinė dalis šiek tiek išsipūtė, o viršus ir apačia išsilygino. Ši asimetrija paveikė Jansseno jaučiamą gravitaciją, sulygiavusi planetą su storesniu žvaigždės pusiauju.

Kai Jansseno istorija nušviesta, Zhao ir jos kolegos dabar planuoja tyrinėti kitas planetų sistemas. „Tikimės rasti planetų sistemų, panašių į mūsų, – sako ji, – ir geriau suprasti sistemas, apie kurias žinome.

Daugiau informacijos:
Lily Zhao ir kt., Išmatuotas itin trumpo laikotarpio superžemės sukimosi ir orbitos lygiavimas 55 Cancri e, Gamtos astronomija (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01837-2. www.nature.com/articles/s41550-022-01837-2

Teikia Simons Foundation

Citata: Kaip „pragaro planeta“ taip karšta: nauji matavimai atskleidžia planetos 55 Cnc e orbitos kelią (2022 m., gruodžio 8 d.), gauta 2022 m. gruodžio 9 d. iš https://phys.org/news/2022-12-hell-planet -hot-reveal-orbital.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.