_ Exoplaneta radiantă descoperită în „perfect furtuna mareelor'

Forțele mareelor ​​pot face ca suprafața unei exoplanete să radieze căldură? Acesta este ceea ce speră să abordeze un studiu acceptat de Astronomical Journal, deoarece o echipă de cercetători internaționali a folosit datele colectate de la instrumente de la sol pentru a confirma existența unei a doua exoplanete care locuiește în sistemul exoplanetar, HD 104067, împreună cu utilizarea Exoplaneta în tranziție a NASA. Misiune Survey Satellite (TESS) pentru a identifica un candidat suplimentar pentru exoplanetă. Studiul este disponibil pe serverul arXiv preprint.

Ceea ce este unic la această exoplanetă candidată, care orbitează cel mai în interior în comparație cu celelalte două, este că forțele de maree expuse de la cele două exoplanete exterioare pot cauza potențialele candidate. suprafața să radieze, cu temperatura de suprafață atingând până la 2.300 de grade Celsius (4.200 de grade Fahrenheit), la care cercetătorii se referă ca o „furtună perfectă de maree”.

Universe Today discută această cercetare fantastică cu Dr. Stephen. Kane, care este profesor de astrofizică planetară la UC Riverside și autorul principal al studiului, în ceea ce privește motivația din spatele studiului, rezultatele semnificative, importanța aspectelor „furtunii de maree”, cercetările ulterioare și implicațiile pentru acest sistem asupra studiind alte sisteme exoplanetare. Deci, care a fost motivația din spatele acestui studiu?

„Steaua (HD 104067) a fost o stea cunoscută că adăpostește o planetă gigantică pe o orbită de 55 de zile și am o istorie lungă de obsedat de cunoscut sisteme”, spune Dr. Kane pentru Universe Today. „Când TESS a detectat o posibilă planetă în tranzit de dimensiunea Pământului pe o orbită de 2,2 zile (TOI-6713.01), am decis să examinez sistemul în continuare. Am adunat toate datele RV și am constatat că există O ALTA planetă (masa lui Uranus) într-o 13. orbita zilei a început cu datele TESS, apoi sistemul a continuat să devină mai interesant cu cât l-am studiat mai mult.”

Dr. Istoria cercetării exoplanetare a lui Kane cuprinde o multitudine de arhitecturi ale sistemului solar, în special cele care conțin exoplanete extrem de excentrice, dar include și lucrări ulterioare după ce exoplanetele sunt confirmate într-un sistem. Cel mai recent, el a fost al doilea autor al unui studiu care discuta despre o arhitectură de sistem revizuită în sistemul HD 134606, împreună cu descoperirea a două noi Super-Pământuri în acel sistem, de asemenea.

Pentru acest studiu cel mai recent, Dr. Kane și colegii săi au folosit date de la High Accuracy Radial Speed ​​Planet Searcher (HARPS) și High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) instrumente de la sol și misiunea TESS menționată mai sus pentru a stabili caracteristicile și parametrii ambelor stele părinte, HD 105067. , și exoplanetele corespunzătoare care o orbitează. Dar, în afară de descoperirea unor exoplanete suplimentare în cadrul sistemului, așa cum menționează dr. Kane, care sunt cele mai semnificative rezultate ale acestui studiu?

Dr. Kane spune Universului Today: „Cel mai uimitor rezultat al muncii noastre a fost că dinamica sistemului face ca perioada de 2,2 zile să experimenteze efecte de maree enorme, similare cu cele experimentate de Io. În acest caz însă, TOI-6713.01 experimentează 10 milioane. de ori mai multă energie de maree decât Io, rezultând o temperatură la suprafață de 2.600 K [2.300 de grade Celsius (4.200 de grade Fahrenheit)] Aceasta înseamnă că planeta strălucește literalmente la lungimi de undă optică."

Luna lui Jupiter, Io, este. cel mai activ corp planetar vulcanic din sistemul solar, care este produs din încălzirea mareelor ​​cauzată de gravitația masivă a lui Jupiter pe orbita ușor excentrică (alungită) a lui Io, care durează 1,77 zile. Aceasta înseamnă că Io se apropie de Jupiter în anumite puncte și se îndepărtează de Jupiter în alte puncte, determinând comprimarea și, respectiv, extinderea lui Io.

De-a lungul a milioane de ani, această frecare constantă în interiorul lui Io a dus la încălzirea miezului său, rezultând sute de vulcani care cuprind suprafața lui Io și nici cratere de impact vizibile, de asemenea. După cum menționează Dr. Kane, această nouă exoplanetă candidată „experimentează de 10 milioane de ori mai multă energie de maree decât Io”, ceea ce ar putea ridica întrebări suplimentare cu privire la propria activitate vulcanică sau alte procese geologice. Prin urmare, care este semnificația aspectelor „furtună mare” din TOI-6713.01?

Dr. Kane spune Universului Today: „Motivul pentru care TOI-6713.01 experimentează forțe de maree atât de puternice este din cauza excentricității celor două planete gigantice exterioare, forțând și TOI-6713.01 să intre pe o orbită excentrică. Astfel, m-am referit la planetă ca fiind prinsă într-un furtuna perfectă de maree.”

Sistemul HD 104067 cu cele două exoplanete exterioare gigantice care forțează cel mai interior TOI-6713.01 într-o „furtună de maree perfectă” amintește ușor de primele trei luni galileene ale lui Jupiter, Io, Europa și Ganymede, în ceea ce privește efectele gravitaționale unul asupra celuilalt de-a lungul orbitelor lor.

Există totuși unele diferențe, deoarece gravitația masivă a lui Jupiter este forța principală care conduce activitatea vulcanică a lui Io, iar toate cele trei luni se află în ceea ce este cunoscut sub numele de orbital. rezonanță, ceea ce înseamnă că orbitele sunt raportate între ele. De exemplu, pentru fiecare patru orbite ale lui Io există două orbite ale Europei și o orbită a lui Ganymede, făcând rezonanța lor orbitală 4:2:1, ceea ce are ca rezultat ca fiecare lună să provoace influențe gravitaționale regulate una asupra celeilalte.

Prin urmare, având în vedere că aspectul de furtună de maree pe TOI-6713.01 fiind cauzat de excentricitățile celor doi giganți exteriori, cum se compară acest lucru cu relația dintre Io, Europa și Ganimede?

Dr. Kane spune Universului Today: „Rezonanța Laplace a lunilor galileene creează o configurație deosebit de puternică, prin care aliniamentele regulate ale celor trei luni interioare forțează în mod regulat Io pe o orbită excentrică. Sistemul HD 104067 nu este în rezonanță, dar este încă capabil să producă un configurația puterii datorită faptului că planetele b și c sunt atât de masive și, prin urmare, este mai mult un efect de „forță brută” de a forța planeta interioară în tranzit pe o orbită excentrică.”

Așa cum sa menționat, TOI-6713.01 a fost descoperit folosind metoda vitezei radiale, cunoscută și sub numele de spectroscopie Doppler, ceea ce înseamnă că astronomii au măsurat modificările minuscule ale mișcării stelei părinte, deoarece este ușor trasă de planetă în timpul orbitei acesteia din urmă.

Aceste modificări ușoare provoacă Steaua părinte să se clătinească în timp ce cele două corpuri se trag unul de celălalt, iar astronomii folosesc un spectrograf pentru a detecta schimbările în aceste oscilări pe măsură ce steaua se deplasează „mai aproape” și „mai departe” de noi pentru a găsi exoplanete.

Acest lucru. metoda sa dovedit a fi foarte eficientă în găsirea exoplanetelor, deoarece reprezintă aproape 20% din totalul exoplanetelor confirmate până în prezent, iar prima exoplanetă care orbitează în jurul unei stele ca a noastră a fost descoperită folosind această metodă. Cu toate acestea, în ciuda eficienței vitezei radiale, studiul notează că TOI-6713.01 „nu a fost încă confirmat”, așa că ce observații suplimentare sunt necesare pentru a confirma existența sa?

Dr. Kanes spune Universului Today: „Deoarece planeta este atât de mică, este dificil să o detectăm din datele privind viteza radială. Cu toate acestea, tranzitele arată curat și am exclus contaminarea stelară. Tranzitele suplimentare vor ajuta, dar suntem destul de încrezători. în existența planetei în acest moment.”

Acest studiu vine în momentul în care numărul total de sisteme exoplanetare este de aproape 4.200, numărul de exoplanete confirmate depășind 5.600 și peste 10.100 de candidate pentru exoplanete așteaptă, sperăm, să fie confirmate. . S-a constatat că aceste arhitecturi ale sistemelor variază foarte mult față de propriul nostru sistem solar, care este format din planete terestre (stâncoase) mai aproape de Soare și giganți gazosi care orbitează mult mai departe.

Exemple includ Jupiteri fierbinți care orbitează periculos de aproape de steaua lor părinte, unii în doar câteva zile, și alte sisteme cu șapte exoplanete de dimensiunea Pământului, dintre care unele orbitează în zona locuibilă. Prin urmare, ce ne poate învăța această arhitectură unică a sistemului solar despre sistemele exoplanetare, în general, și ce alte sisteme exoplanetare o oglindesc?

Dr. Kane spune Universului Today: „Acest sistem este un exemplu grozav de medii extreme în care se pot găsi planetele. Au existat mai multe cazuri de planete terestre care sunt aproape de steaua lor și încălzite de energia de la stea, dar foarte puține cazuri în care energia mareelor ​​topește planeta din interior.”

Descoperirea potențială a unei exoplanete care orbitează într-o „furtună de maree perfectă” demonstrează și mai mult multitudinea de caracteristici pe care exoplanetele și sistemele exoplanetare le prezintă, în timp ce contrastează cu ambele noastre. Sistemul solar și ce au aflat astronomii despre ele până acum. Dacă va fi confirmat, TOI-6713.01 va continua să modeleze înțelegerea noastră cu privire la formarea și evoluția exoplanetelor și a sistemelor exoplanetare nu numai în galaxia noastră Calea Lactee, ci și în întregul cosmos.

„Universul este un loc minunat!” Dr. Kane spune Universe Today. „Lucrul distractiv la acest proiect este că totul a început cu „Hmm... asta ar putea fi interesant”, apoi s-a transformat în ceva mult mai fascinant decât mi-aș fi putut imagina! Arăt, nu ratați niciodată șansa de a vă urmări curiozitatea.”

(Fluierul)