Uusi tutkimus auttaa selittämään, kuinka dramaattiset kallistuskohdat voivat vaikuttaa eksoplaneettojen kiertoradalle.
(Kuva: © Sarah Millholland / NASA / JPL-Caltech)
Monet vieraiden planeettojen tähtien ympärillä olevat aurinkoiset planeettamme ovat potentiaalisesti poikkeuksellisen kaltevia, mikä johtaa dramaattisiin heilahduksiin äärimmäisten talvien ja kesäjen välillä, toteaa uusi tutkimus.
NASAn Kepler-avaruusalus paljasti, että noin 30 prosenttia tähtiä, jotka ovat samanlaisia kuin aurinkosataman supermaapallot. Kuten nimensä viittaavat, supermaapallot ovat hiukan isompia kuin Maapallo, noin 2-10-kertaisesti maan massaan nähden.
Tähän mennessä löydetyt supermaapallot sijaitsevat myös tyypillisesti suhteellisen lähellä tähtiään, ja kiertoradan suorittamiseen vie vähemmän kuin 100 päivää, sanotaan uuden teoksen lausunnon mukaan. Verrattuna elohopeaan kestää noin 88 päivää auringon ympäri.
Kummallista, että monet näistä supermaapalloista löytyvät melkein - mutta ei aivan - luonnollisesti vakaista suhteista, jotka tunnetaan nimellä kiertoradan resonanssit, joita tapahtuu kiertävien kappaleiden vaikuttaessa säännöllisesti painovoimaan toisiinsa. Esimerkiksi Pluton ja Neptunuksen kiertoradan resonanssi johtaa Pluton suorittamaan kaksi kierrosta auringon ympäri aikana, joka vie Neptunuksen kiertoradalle kolme kertaa. Sitä vastoin monet supermaapallot ovat pareittain, jotka ovat lähellä, mutta eivät tällaisissa kiertoradan resonansseissa.
Nyt tutkijat ehdottavat tämän mysteerin mahdollista vastausta siihen, että sellaiset maailmat ovat erittäin kallistettuja. "Jos totta, tämä tarkoittaa, että heidän vuodenajat ovat äärimmäisiä ja että niiden sää ja ilmasto vaikuttavat myös ei-triviaalisiin", Connecticutin Yalen yliopiston tähtitieteilijä Sarah Millholland kertoi Space.com: lle.
Aikaisemmat tutkimukset ehdottivat, että kun planeettojen lähestyessä kiertoradan resonanssia heidän tähtensä painovoima veto näillä maailmoilla voi johtaa vuorovesivoimiin, jotka voivat viedä energian pois kiertoradaltaan, muuntaa sen lämmöksi ja estää näitä maailmoja synkronoimasta kiertoratojaan . Aikaisemmassa työssä havaittiin myös, että tällaiset vuorovesivoimat eivät yksinään ole riittävän vahvoja kiertoradan resonanssin estämiseksi, tutkijat totesivat.
Tutkijat suorittivat tietokoneen simulaatioita mallinnallaan mitä tapahtuu, kun näiden planeettojen navat kallistuvat suhteessa niiden kiertoradaan. He havaitsivat, että korkeilla aksiaal kallistuksilla vuorovesivoimat "ovat erittäin tehokkaampia kiertämällä kiertoradan energiaa planeettojen lämpöä", Millholland sanoi lausunnossaan.
Mitä suurempi aksiaalinen kallistus on, sitä enemmän vaihtelua siinä, kuinka paljon auringonvaloa planeetan eri osat saavat vuoden aikana. Maan aksiaalinen kallistus, joka on noin 23,5 astetta, johtaa sen vuodenaikoihin; Uranuksen äärimmäinen aksiaalikulma 98 astetta jättää planeetan talvipuolen täydelliseen pimeyteen 21 vuoden ajaksi ja kesäpuolelle vakiona päivänvalossa saman ajan.
"Tähän asti tyypillinen oletus oli, että lähellä olevilla eksoplaneetoilla on nollaaksiaalinen kallistus", Millholland kertoi Space.com: lle. "Tutkimuksemme ehdottaa toisin."
Tutkijoiden havaitsemien ilmiöiden seurauksena voi olla myös epätavallinen lämmitysmäärä näissä eksoplaneetoissa. Samanlainen vaikutus johtaa siihen, että Jupiterin kuu Io "on erittäin vulkaaninen aktiivisuus; se on geologisesti aktiivisin ruumis aurinkokunnassa ", Millholland sanoi.
Tutkijat "eivät ehdota, että kaikkien eksoplaneettojen spin-navat olisivat kallistettuja voimakkaasti", Millholland totesi. Kuitenkin, jos merkittävä osuus on, se selittää miksi niin monilla läheisillä supermaapallolla on kiertoradat, jotka tähtitieteilijät ovat havainneet, hän sanoi.
Tutkijat analysoivat nyt tapoja, joilla korkeaan aksiaaliseen kallistumaan liittyvä lämmitys voi vaikuttaa näiden planeettojen rakenteisiin, Millholland sanoi. Eksoplaneetoilla, joilla on korkea aksiaalinen kallistus, tulisi olla lämpömerkinnät, jotka voidaan havaita tulevissa avaruusoperaatioissa, kuten James Webbin avaruuskaukoputki, tutkijat lisäsivät.
Tutkijat yksityiskohtaisesti heidän havainnoistaan verkossa 4. maaliskuuta lehdessä Nature Astronomy.
- Outo maailma: Exoplanetin kiertoradan höyrystyminen on kohdistettu väärin | tila
- Maapallon kokoinen ”Lava Planet”, jonka 8,5 tunnin vuosi on kaikkien aikojen nopeimmin nähty
- Löytyi! 'Nuori Jupiter', pienin eksoplaneetta, jonka teleskooppi on suoraan nähnyt
