1990’lardan beri keşfedilen 5.000’den fazla bilinen ötegezegen arasındaki varyasyonların bir örneği. Kredi: NASA/JPL-Caltech

Yeni bir model, kütleleri süper Dünyalar ile mini Neptünler arasında kalan gezegenlerin nadirliğini açıklıyor.

Yeni doğan gezegenlere etki eden çeşitli kuvvetleri hesaba katan yeni bir model, bilinen 3.800’den fazla gezegen sistemi arasında gözlemlenen iki şaşırtıcı gözlemi açıklayabilir.

İlk gizem olan “yarıçap vadisi”, Dünya’nın yaklaşık 1,8 katı yarıçapa sahip ötegezegenlerin olağandışı azlığına atıfta bulunur. tarafından yapılan gözlemlere göre NASAKepler uzay aracına göre, bu büyüklükteki gezegenler, süper Dünyalardan (Dünya’nın yaklaşık 1,4 katı yarıçaplı) ve mini Neptünlerden (Dünya’nın yaklaşık 2,5 katı yarıçaplı) yaklaşık 2-3 kat daha az yaygındır. “Koladaki bezelye” olarak bilinen ikinci gizem, TRAPPIST-1 ve Kepler-223 de dahil olmak üzere, aynı zamanda neredeyse müzikal uyuma sahip yörüngelere sahip yüzlerce gezegen sisteminde benzer büyüklükteki komşu gezegenlerin varlığına atıfta bulunur.

Yakın zamanda dergide yayınlanan bir çalışmanın ilgili yazarı olan Rice Üniversitesi’nden André Izidoro, “Yarıçap vadisini, gözlemlerin çoklu kısıtlamalarını kendi kendine tutarlı bir şekilde açıklayan bir gezegen oluşumu ve dinamik evrim modelini kullanarak açıklayan ilk kişi olduğumuza inanıyorum” dedi. Astrofizik Dergi Mektupları. “Dev etkileri içeren bir gezegen oluşum modelinin, ötegezegenlerin bezelye içinde bezelye özelliği ile tutarlı olduğunu da gösterebiliyoruz.”

Süper Dünya Boşluğu İllüstrasyonu

NASA’nın Kepler uzay aracı tarafından gözlemlenen, Dünya’nın yaklaşık 1,8 katı büyüklüğündeki dış gezegenlerin kıtlığını tasvir eden bir çizim. Kredi: A. Izidoro/Rice Üniversitesi

Rice’ın NASA tarafından finanse edilen CLEVER Planets projesinde Welch Doktora Sonrası Araştırmacısı olan Izidoro ve ortak yazarlar, gezegen sistemlerinin gelişiminin ilk 50 milyon yılını bir gezegen geçiş modeli kullanarak simüle etmek için bir süper bilgisayar kullandılar. Modelde, genç gezegenlere yol açan protogezegen gaz ve toz diskleri de onlarla etkileşime girerek onları ana yıldızlarına yaklaştırıyor ve rezonans yörünge zincirlerinde kilitliyor. Zincirler, birkaç milyon yıl içinde protogezegen diskinin ortadan kaybolması, iki veya daha fazla gezegenin birbirine çarpmasına neden olan yörünge dengesizliklerine neden olduğunda kırılır.

André Izidoro

André Izidoro, Rice Üniversitesi’nin NASA tarafından finanse edilen CLEVER Planets projesinde Welch Doktora Sonrası Araştırmacısıdır. Kredi bilgileri: Jeff Fitlow/Rice Üniversitesi

Gezegensel göç modelleri, rezonant yörünge zincirlerini koruyan gezegen sistemlerini incelemek için kullanılmıştır. Örneğin, Izidoro ve CLEVER Planets meslektaşları, TRAPPIST-1’in yedi gezegenli sisteminin bombardıman sırasında dayanabileceği ve uyumlu yörünge yapısını hâlâ koruyabileceği maksimum bozulma miktarını hesaplamak için 2021’de bir göç modeli kullandı.

Yeni çalışmada Izidoro, CLEVER Planets araştırmacıları Rajdeep Dasgupta ve Andrea Isella, her ikisi de Rice, California, Los Angeles Üniversitesi’nden Hilke Schlichting ve Heidelberg, Almanya’daki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden Christian Zimmermann ve Bertram Bitsch ile ortaklık kurdu. .

Izidoro, “Genç gezegenlerin ev sahibi yıldızlarına doğru göçü aşırı kalabalık yaratır ve sıklıkla gezegenlerin hidrojen açısından zengin atmosferlerini yok eden felaket niteliğindeki çarpışmalarla sonuçlanır” dedi. “Bu, ayımızı oluşturan gibi dev çarpışmaların muhtemelen gezegen oluşumunun genel bir sonucu olduğu anlamına geliyor.”

Araştırma, gezegenlerin iki “tadı” olduğunu öne sürüyor: kuru, kayalık ve Dünya’dan %50 daha büyük olan süper Dünyalar ve su buzu açısından zengin ve Dünya’dan yaklaşık 2,5 kat daha büyük olan mini Neptünler. Izidoro, yeni gözlemlerin, hem süper Dünyaların hem de mini Neptünlerin yalnızca kuru ve kayalık dünyalar olduğu şeklindeki geleneksel görüşle çelişen sonuçları desteklediğini söyledi.

Bulgularına dayanarak, araştırmacılar NASA tarafından test edilebilecek tahminlerde bulundular. James Webb Uzay Teleskobu. Örneğin, Dünya’nın yaklaşık iki katı büyüklüğündeki gezegenlerin bir bölümünün hem ilkel hidrojen açısından zengin atmosferlerini koruyacağını hem de su açısından zengin olacağını öne sürüyorlar.

Referans: “The Exoplanet Radius Valley from Gas-driven Planet Migration and Breaking of Resonant Chains” yazan André Izidoro, Hilke E. Schlichting, Andrea Isella, Rajdeep Dasgupta, Christian Zimmermann ve Bertram Bitsch, 2 Kasım 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac990d

Çalışma NASA, Welch Vakfı ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından finanse edildi.



uzay-2