Νέα έρευνα βοηθά να εξηγήσει πώς οι δραματικές κλίσεις μπορούν να επηρεάσουν τις τροχιές των εξωπλανητών.
(Εικόνα: © Sarah Millholland / NASA / JPL-Caltech)
Πολλοί εξωγήινοι πλανήτες γύρω από τα αστέρια, όπως ο ήλιος μας, είναι δυνητικά κεκλιμένοι, οδηγώντας σε δραματικές εναλλαγές μεταξύ ακραίων χειμώνων και καλοκαιριών, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Της NASA Διαστημικό σκάφος Κέπλερ αποκάλυψε ότι περίπου το 30 τοις εκατό των αστεριών που μοιάζουν με τις υπεράντρες μας στον ήλιο. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, οι υπερ-Γη είναι λίγο μεγαλύτερες από τη Γη, με περίπου δύο έως 10 φορές τη μάζα της Γης.
Οι υπερ-Γη που έχουν βρεθεί μέχρι τώρα τυπικά βρίσκονται σχετικά κοντά στα αστέρια τους, χρειάζονται λιγότερες από 100 ημέρες για να ολοκληρώσουν μια τροχιά, σύμφωνα με δήλωση για το νέο έργο. Συγκριτικά, ο Ερμής χρειάζεται περίπου 88 ημέρες για να περιπλανηθεί στον ήλιο.
Παραδόξως, πολλά από αυτά τα υπερ-Γη βρίσκονται σχεδόν - αλλά όχι αρκετά - σε φυσικά σταθερές σχέσεις γνωστές ως τροχιακοί συντονισμοί, τα οποία συμβαίνουν όταν τα όργανα σε τροχιά ασκούν τακτική βαρυτική επίδραση μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η τροχιακή αντήχηση του Πλούτωνα και του Ποσειδώνα οδηγούν τον Πλούτωνα να ολοκληρώσει δύο γύρους γύρω από τον ήλιο στο χρόνο που χρειάζεται ο Ποσειδώνας για τροχιά τρεις φορές. Αντίθετα, πολλές υπερ-Γη βρίσκονται σε ζεύγη που είναι κοντά, αλλά όχι σε, τέτοιες τροχιακές συντονισμοί.
Τώρα οι ερευνητές προτείνουν ότι η πιθανή απάντηση σε αυτό το μυστήριο είναι ότι τέτοιοι κόσμοι έχουν μεγάλη κλίση. "Εάν είναι αλήθεια, αυτό σημαίνει ότι οι εποχές τους είναι ακραίες, και ο καιρός και το κλίμα τους θα επηρεαστούν επίσης ασήμαντα", δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Sarah Millholland, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Yale στο Κονέκτικατ.
Προηγούμενη έρευνα έδειξε ότι όταν οι πλανήτες πλησιάζουν στον τροχιακό συντονισμό, η βαρυτική έλξη των αστεριών τους σε αυτούς τους κόσμους μπορεί να οδηγήσει σε παλιρροιακές δυνάμεις που μπορούν να αποστραγγίσουν την ενέργεια μακριά από τις τροχιακές τους κινήσεις, μετατρέποντάς την σε θερμότητα και διατηρώντας αυτούς τους κόσμους από το συγχρονισμό των τροχιών τους . Ωστόσο, η προηγούμενη εργασία διαπίστωσε ότι τέτοιες παλιρροιακές δυνάμεις δεν είναι από μόνες τους αρκετά ισχυρές για να αποτρέψουν τον τροχιακό συντονισμό, ανέφεραν οι ερευνητές.
Οι επιστήμονες πραγματοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστών μοντελοποιώντας τι συμβαίνει όταν οι πόλοι αυτών των πλανητών γέρνουν σε σχέση με τις τροχιές τους. Διαπίστωσαν ότι με υψηλές αξονικές κλίσεις, οι παλιρροιακές δυνάμεις "είναι εξαιρετικά πιο αποτελεσματικές στην αποστράγγιση της τροχιακής ενέργειας σε θερμότητα στους πλανήτες," Millholland είπε στη δήλωση.
Όσο μεγαλύτερη είναι η αξονική κλίση, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραλλαγή στο πόσο ηλιακό φως λαμβάνουν διάφορα μέρη ενός πλανήτη κατά τη διάρκεια του έτους. Η αξονική κλίση της Γης περίπου 23,5 μοίρες οδηγεί στις εποχές της. Η ακραία αξονική κλίση του Ουρανού 98 μοιρών αφήνει τη χειμερινή πλευρά του πλανήτη σε απόλυτο σκοτάδι για 21 χρόνια και την καλοκαιρινή πλευρά σε σταθερό φως της ημέρας για το ίδιο χρονικό διάστημα.
"Μέχρι τώρα, η τυπική υπόθεση ήταν ότι οι εξωπλανήτες σε κοντινή απόσταση έχουν μηδενική αξονική κλίση", δήλωσε ο Millholland στο Space.com. "Η μελέτη μας δείχνει διαφορετικά."
Το φαινόμενο που οι επιστήμονες ανακάλυψαν μπορεί επίσης να οδηγήσει σε εξαιρετικές ποσότητες θέρμανσης σε αυτούς τους εξωπλανήτες. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα έχει ως αποτέλεσμα το φεγγάρι του Δία "Ιω" να έχει ακραία ηφαιστειακή δραστηριότητα · είναι το το πιο γεωλογικά ενεργό σώμα στο ηλιακό σύστημα, "είπε ο Μίλλαντ.
Οι ερευνητές "δεν υποδηλώνουν ότι οι πόλοι περιστροφής όλων των εξωπλανητών έχουν υψηλή κλίση", σημείωσε ο Millholland. Ωστόσο, εάν είναι ένα σημαντικό κλάσμα, αυτό θα εξηγούσε γιατί τόσα πολλά κοντινά σούπερ-Γη έχουν τις τροχιές που έχουν εντοπίσει οι αστρονόμοι, είπε.
Οι επιστήμονες αναλύουν τώρα τους τρόπους με τους οποίους η θέρμανση που σχετίζεται με την υψηλή αξονική κλίση μπορεί να επηρεάσει τις δομές αυτών των πλανητών, δήλωσε ο Millholland. Οι εξωπλανήτες με υψηλή αξονική κλίση θα πρέπει να διαθέτουν υπογραφές θερμότητας που μπορούν να ανιχνευθούν από μελλοντικές διαστημικές αποστολές, όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, πρόσθεσαν οι ερευνητές.
Οι επιστήμονες λεπτομερώς τα ευρήματά τους online 4 Μαρτίου στο περιοδικό Nature Astronomy.
- Παράξενος κόσμος: Η εξάτμιση της τροχιάς του Exoplanet δεν ευθυγραμμίζεται | Χώρος
- «Lava Planet» σε μέγεθος γης με έτος 8,5 ωρών μεταξύ των γρηγορότερων που έχει δει ποτέ
- Βρέθηκαν! «Νέος Δίας», ο μικρότερος εξωπλανήτης που βλέπει άμεσα από το τηλεσκόπιο
