Dziś liczba potwierdzonych egzoplanet wynosi 5197 w 3888 układach planetarnychz 8992 innymi kandydatami oczekującymi na potwierdzenie.
Zdecydowana większość to przede wszystkim ogromne planety, zaczynając od Jowisz i gazowe olbrzymy wielkości Neptuna, które mają promień około 2,5 razy większy od średnicy Ziemi.
w przeciwnym razie Statystycznie istotny Ich populacje stanowiły planety skaliste o promieniu około 1,4 promienia Ziemi (znane również jako „planety super-ziemskie”).
To zagadka dla astronomów, zwłaszcza, że odkrył czcigodne egzoplanety teleskop kosmiczny Keplera jesteśmy zaniepokojeni.
Spośród ponad 2600 planet odkrytych przez Keplera wyraźnie brakuje egzoplanet o promieniu około 1,8 razy większym od Ziemi – określanych jako „Dolina promienia”.
Druga zagadka, znana jako „Groszek w strąku”, odnosi się do sąsiednich planet podobnej wielkości, znalezionych w setkach układów planetarnych o harmonijnych orbitach.
W badaniu prowadzonym przez Cykle lotnych pierwiastków niezbędnych do życia na skalistych planetach (CLEVER) na Rice University, przedstawia międzynarodowy zespół astrofizyków nowy model To wyjaśnia interakcję sił działających na nowo narodzone planety, które mogą wyjaśnić te dwie zagadki.
Badania prowadził Andre Isidoro, Welch Postdoctoral Fellow at Rice dzięki finansowaniu z NASA planety culver projekt. Dołączyli do niego badacze z Culver Planets Rajdeep Dasgupta A Andrea IselaA Helk Schlichting z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) oraz Christiana Zimmermanna i Bertrama Beecha z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka (MPIA).
Jak opisują w swojej pracy naukowej, która niedawno ukazała się w: Astrofizyczne listy z dziennikaZespół wykorzystał superkomputer do uruchomienia modelu migracji planet, który symuluje pierwsze 50 milionów lat rozwoju układu planetarnego.
W ich modelu dyski protoplanetarne zbudowane z gazu i pyłu również oddziałują z migrującymi planetami, przyciągając je do swoich gwiazd macierzystych i zatrzymując je w rezonansowych łańcuchach orbitalnych.
W ciągu kilku milionów lat dysk protoplanetarny znika, przerywając łańcuchy i powodując niestabilność orbity, która powoduje zderzenie dwóch lub więcej planet. Chociaż modele migracji planet zostały wykorzystane do badania układów planetarnych, które zachowały rezonans orbitalny, wyniki te stanowią pierwsze dla astronomów.
Jak powiedział Isidoro na Uniwersytecie Rice, oświadczenie: „Myślę, że jako pierwsi wyjaśniliśmy promień doliny za pomocą modelu formowania się planet i dynamicznej ewolucji, który konsekwentnie wyjaśnia ograniczenia wielu obserwacji.
„Jesteśmy również w stanie wykazać, że model formowania się planet, który obejmuje gigantyczne uderzenia, jest zgodny z cechą grochu egzoplanet”.
Ta praca opiera się na wcześniejszych pracach Izidoro i projektu CLEVER Planets. W zeszłym roku wykorzystali model migracji, aby obliczyć maksymalne perturbacje układu siedmiu planet w TRAPPIST-1.
W artykule opublikowanym 21 listopada 2021 r astronomia naturalna, wykorzystali symulacje N-ciał, aby pokazać, w jaki sposób system „grochu w kapsułce” może zachować symetryczną strukturę orbitalną pomimo kolizji spowodowanych migracją planet. To pozwoliło im nałożyć ograniczenia na górną granicę kolizji i masę zaangażowanych obiektów.
Ich wyniki wskazują, że kolizje w układzie TRAPPIST-1 były porównywalne z uderzeniem, które doprowadziło do powstania układu Ziemia-Księżyc.
„Migracja mniejszych planet w kierunku ich gwiazd macierzystych powoduje przeludnienie i często prowadzi do katastrofalnych kolizji, które pozbawiają planety ich atmosfery bogatej w wodór” – powiedział Isidoro.
„Oznacza to, że gigantyczne uderzenia, takie jak te, które uformowały nasz księżyc, są prawdopodobnie ogólnym wynikiem formowania się planet”.
Najnowsze badania sugerują, że planety występują w dwóch różnych typach, składających się z suchych, skalistych planet o 50 procent większych niż Ziemia (superziemie) i bogatych w lód, ponad 2,5 razy większych od Ziemi (małe Neptuny).
Ponadto sugerują, że niewielka część planet dwukrotnie większych od Ziemi zachowałaby swoją pierwotną, bogatą w wodór atmosferę i byłaby bogata w wodę.
Według Isidoro odkrycia te są zgodne z nowymi obserwacjami, że superziemie i mniejszy Neptun to nie tylko suche i skaliste planety.
Odkrycia te stwarzają możliwości dla badaczy egzoplanet, którzy będą polegać na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, aby przeprowadzić szczegółowe obserwacje układów egzoplanet.
Wykorzystując swój zaawansowany układ optyczny, obrazowanie w podczerwieni, kręgi i spektrometry, teleskopy Webb i inne nowej generacji będą charakteryzować atmosfery i powierzchnie egzoplanet jak nigdy dotąd.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany przez wszechświat dzisiaj. Przeczytać oryginalny artykuł.
