Belki aşırı sıcak Jüpiterlerin sonu o kadar da kötü değildir

Ultra-sıcak Jüpiterler (UHJ’ler), evrendeki en büyüleyici astronomik nesnelerden bazılarıdır; yörünge dönemleri yaklaşık üç günden daha kısa olan ve gün tarafı sıcaklıkları 1.930°C’yi (3.500°F) aşan olarak sınıflandırılır; çünkü çoğu gelgitle kilitlenir. ebeveyn yıldızlar.

Ancak bu son derece yakın yörüngeler, UHJ’ler için yörünge bozulmasına neden olacak mı, sonunda onları yıldızları tarafından yutulmaya mahkum edecek mi, yoksa bazıları uzun vadede endişelenmeden yörüngede kalabilir mi? Bu ne bir son çalışma şuraya gönderildi: arXiv ön baskı sunucusuna kabul edildi ve Gezegen Bilimi Dergisi hitap etmeyi umuyor.

Uluslararası araştırmacılardan oluşan ekip, birkaç UHJ için potansiyel yörünge bozulmalarını araştırdı; bu, yalnızca gökbilimcilerin UHJ’leri daha iyi anlamalarına yardımcı olmakla kalmayıp, aynı zamanda genel olarak dış gezegenlerin oluşumunu ve evrimini de anlama potansiyeline sahip.

Burada, bu araştırmayı, Gezegen Bilimi Enstitüsü’nde kıdemli bir bilim adamı olan, çalışmanın baş yazarı Dr. Elisabeth Adams ile çalışmanın arkasındaki motivasyon, önemli sonuçlar, takip çalışmaları ve yörüngesel bozulmayı incelemenin önemi hakkında tartışıyoruz. Genel olarak UHJ’ler ve UHJ’ler.

Peki, UHJ’lerin yörüngesel bozulmasına ilişkin bu çalışmanın arkasındaki motivasyon neydi?

Dr. Adams, Universe Today’e şunları söylüyor: “İlk ötegezegen olan 51 Peg b aka Dimidium’un 4 günlük bir yörüngede olacağı duyurulduğundan bu yana, bilim insanları bu dev gezegenlerin uzun vadeli istikrarı konusunda derinden endişe duyuyorlar.”

“Jüpiter büyüklüğündeki nesnelerin yaklaşık 19 saatten daha kısa yörüngelerde var olamayacağını bir süredir biliyoruz (bu Roche sınırıdır), ancak birkaç günlük yörüngeye sahip dev gezegenler bile uzun vadede istikrarsızdır çünkü Gelgit kuvvetleri kaçınılmaz olarak yörüngelerinin bozulmasına neden olacak. Asıl bilinmeyen ise ‘uzun vadeli’nin ne anlama geldiği: Yıldız hala ana dizideyken gezegen mi çürüyecek, yoksa süreç o kadar uzun sürecek ki önce yıldız mı ölecek?”

Araştırma için araştırmacılar, yörünge periyotları 0,67 gün (TOI-2109 b) ila 3,03 gün (TrES-1 b) arasında değişen 43 UHJ’nin yıldız fotometrisi ve dış gezegen ışık eğrisi analizlerini gerçekleştirmek için yer ve uzay tabanlı teleskopların bir kombinasyonunu kullandılar. ) yörünge periyodundaki değişim oranını tespit etmek amacıyla (yani, yörünge periyodunu arttırmak veya yörünge periyodunu azaltmak) [orbital decay]) yıllık milisaniye (ms/yıl) cinsinden ölçülür.

Bu çalışma, ekibin 43 UHJ’nin her biri için yörünge periyodu değişim oranını belirlemek için bazı hesaplamalar yaptığı, hem önceden ölçülen hem de yeni geçiş ışık eğrisi verilerinden oluşuyordu. Ek olarak, bu çalışmadaki 43 UHJ’nin yarısından fazlası on yıldan fazla gözlemsel veriye sahiptir ve biri 20 yılı aşan veriye sahiptir (32 yılda WASP-18 b). Peki bu çalışmadan elde edilen en önemli sonuçlar nelerdi?

Adams, Universe Today’e şunları söylüyor: “İlginç olan şey, bu çalışmanın sadece yeni bir yörünge bozulması vakası bulmamış olması değil, aynı zamanda yörünge çürümesinin ne kadar sürdüğü konusunda birkaç büyüklük düzeyinde fark görmeye başlıyor olmamız.

“Çürüyen gezegenler için en iyi iki durum (WASP-12 b ve Kepler-1658 b), çevresinde çürüme bulamadığımız gezegenlerden (örneğin, WASP-18 b, WASP-19b ve KELT-1b); eğer bu gezegenler WASP-12 b kadar hızlı çürüyor olsaydı, onu şimdiye kadar kesinlikle tespit etmiş olurduk.”

Belirtildiği gibi, bu kapsamlı çalışma, UHJ’lerin yörüngesel bozunması ile ilgili, özellikle de çoğunun yörüngesel bozunmasının olmamasıyla ilgili yeni bilgilerin belirlenmesine yardımcı oldu; bu, bazı yörüngelerin, ilgili ebeveynlerine son derece yakın yörüngede bulunmalarına rağmen uzun vadede potansiyel olarak stabil olabileceği anlamına geliyor. yıldızlar.

Ek olarak, belirli UHJ’lerin yörüngesel bozunumuyla ilgili önceki ölçümlerin sorgulanmasına da yardımcı oldu; bu da gökbilimcilerin evrendeki UHJ’lerin oluşumunu ve evrimini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Dolayısıyla, çalışmanın kapsamlılığı göz önüne alındığında, hangi takip çalışmaları şu anda üzerinde çalışılıyor veya planlanıyor?

Adams şöyle diyor: “Aramaya devam etmemiz gerekecek! Bu makale anketimizin ilk makalesidir ve bilinen UHJ’lerin yalnızca yaklaşık yarısını kapsamaktadır; bunlardan daha fazlası bulunmaya devam etmektedir; hedeflerimiz arasında yarısı da bulunmaktadır. Çok hızlı bir yörünge bozulmasının gerçekleşip gerçekleşmediğini söylemek için yeterince uzun süre veya yeterince geçiş gözlemlenmedi. Diğerleri için bunu gözlemlemek için birkaç yıla veya belki birkaç on yıla daha ihtiyacımız olabilir.

“Teorisyenler ayrıca yıldızın yaşının ve yapısının farklı bozunma oranlarına nasıl katkıda bulunduğunu açıklamak için yoğun bir şekilde çalışıyorlar, ancak teorik modeller arasındaki yüksek belirsizlik, bozunma oranını ampirik olarak ölçebilmekten hoşlanıyorum.”

Yörünge bozunmasını incelemek, bir gezegen ve uydusu (çoğunlukla bir ay), bir yıldız ve onun yörüngesinde dönen başka bir gezegen veya kuyruklu yıldız (ikincisinin yanmasıyla sonuçlanan) dahil olmak üzere iki astronomik nesnenin birbiriyle çarpışıp çarpışmayacağını ve ne zaman çarpışacağını daha iyi anlamak için gereklidir. , bir yıldız ve başka bir yıldız (yerçekimi dalgaları veya gama ışını patlamalarıyla sonuçlanan) ve birbirinin etrafında dönen herhangi bir astronomik nesne (ikili sistem).

Dünya için yörünge bozulmasını ölçmek, yapay uyduların gezegenimizin atmosferinde ne zaman yanabileceğini öğrenmek açısından hayati önem taşıyor. Ancak ötegezegenler söz konusu olduğunda, UHJ’ler için yörüngesel bozulmayı araştırmanın önemi nedir ve bunlar yalnızca UHJ’lerle sınırlı mıdır?

Dr. Adams, “Gelgit bozunması büyük gezegenler için çok önemlidir” diyor. “Yeterince çılgınca, Dünya boyutunda gezegenler 4 saat gibi kısa bir yörüngede bulundu ve buna rağmen milyarlarca yıl boyunca gelgit açısından sabit kalacakları tahmin ediliyor. (Daha önce bu daha küçük ultra kısa dönemli gezegenler üzerinde çalışmam yayınlanmıştı.) Gezegen yıldıza ne kadar yakın olursa, gelgit etkileri o kadar güçlü olur ve yörünge o kadar hızlı bozulur.”

UHJ’ler gayri resmi olarak “sıcak” Jüpiterlerin bir alt sınıfı olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada olduğu gibi geçmiş UHJ’ler de yer ve uzay tabanlı teleskopların bir kombinasyonu kullanılarak incelenmiştir. Dr. Adams’ın belirttiği gibi, bu çalışma bilinen UHJ’lerin yaklaşık yarısını inceledi; bu da evreni dolduran yaklaşık 100 bilinen UHJ’nin olduğu anlamına geliyor.

Ayrıca belirtildiği gibi, UHJ’lerin çoğu ana yıldızlarıyla gelgit açısından kilitlenmiştir; bu, bir tarafının yörüngesi boyunca sürekli olarak yıldıza dönük olduğu ve gündüz tarafındaki kavurucu sıcaklıkların moleküllerin parçalanıp gece tarafında yeniden birleşmesine neden olduğu anlamına gelir. Bu özellikler UHJ’leri üzerinde çalışılacak en ilgi çekici ve gizemli astronomik nesnelerden biri haline getiriyor. Peki genel olarak UHJ’leri çalışmanın önemi nedir?

Adams, “Ultra sıcak Jüpiterler, yıldızların temel bir özelliğini (bozunma oranını belirleyen gelgit kalite faktörü) ölçmemize olanak tanıyor” diyor. “Geçmişlerini ve geleceklerini modellemek, gezegen oluşumu ve göçüne ilişkin teorilerimizi geliştirmemize olanak tanıyor. Bazıları, arayabileceğimiz atmosferlerini de kaybediyor olabilir.

“Aynı zamanda gözlemlenmesi en kolay gezegenlerden bazılarıdır çünkü büyük, sıcak ve yıldızlarına yakındırlar ve hem yüksek hassasiyetli gözlemler (örneğin, JWST ile atmosferik çalışmalar) hem de sosyal yardım (ilgili amatörler için mükemmel hedeflerdir) için mükemmel hedeflerdirler. düzgün teleskoplarla).”

Bu çalışma, NASA ve dünyanın dört bir yanındaki diğer uzay ajanslarının inanılmaz bir hızla dış gezegenleri keşfetmeye devam ettiği bir dönemde geldi; NASA, bu yazının yazıldığı an itibariyle onaylanmış dış gezegenlerin sayısını 5.630 olarak listeledi. Bu sayının 1.805’i gaz devleri (Satürn veya Jüpiter büyüklüğünde) olarak sınıflandırılıyor ve bu dünyaların sayısız sayısı ana yıldızlarının etrafında sadece birkaç gün veya daha kısa sürede dönüyor.

Dış gezegenlere ilişkin anlayışımız genişlemeye devam ettikçe, onların oluşumu ve evriminin yanı sıra ana yıldızlarının oluşumu ve evrimi de dahil olmak üzere UHJ’lere ilişkin anlayışımız da gelişecektir.

Dr. Adams, “Ötegezegenleri incelemekteki mottom beklenmeyeni beklemektir” diyor. “Otuz yıllık gözlemlerden sonra bile, beklenmedik yerlerde garip şeyler yapan gezegenler bulmaya devam ediyoruz ve sonra onların ne yaptığını ve nedenini çözerek evren hakkında çok şey öğreniyoruz. Kesinlikle sizi tetikte tutuyor!”