Sıcak Neptün çölünün kenarında çalkantılı göç

Her türlü ötegezegen, yıldızlarına çok yakın yörüngede döner. Bazıları Dünya’ya benziyor, diğerleri Jüpiter’e benziyor. Ancak çok azı Neptün’e benzer. Dış gezegenlerin dağılımındaki bu anormallik neden? Cenevre Üniversitesi’nden (UNIGE) ve Ulusal Araştırma Yetkinlik Merkezi’nden (NCCR) araştırmacılar, yaratılışını anlamak için bu sıcak Neptün çölünün kenarında yer alan bir gezegen örneğini gözlemlediler.

Dış gezegenleri incelemenin iki ana yöntemini (radyal hızlar ve geçişler) birleştiren bir teknik kullanarak, bu dış gezegenlerin bir kısmının yıldızlarının yakınında çalkantılı bir şekilde göç ettiğini ve bu da onları bulundukları yörünge düzleminin dışına ittiğini tespit edebildiler. oluşturulan. Bu sonuçlar dergide yayımlanır. Astronomi ve Astrofizik.

1995 yılında ilk ötegezegenin keşfinden bu yana, araştırmacılar galaktik mahallemizde çoğu yıldızlarına çok yakın yörüngede dönen 5.000’den fazla gezegen tespit ettiler. Bu yeni dünyaların çeşitliliği, Jüpiter veya Satürn büyüklüğündeki gaz devlerinden, Dünya’dan daha büyük kayalık gezegenler de dahil olmak üzere Merkür büyüklüğündeki daha küçük gezegenlere kadar uzanıyorsa, Neptün büyüklüğündeki gaz gezegenleri eksik gibi görünüyor. Gökbilimciler, yakın gezegenlerin dağılımındaki bu boş “kutu”ya sıcak Neptün çölü diyorlar.

UNIGE Fen Fakültesi Astronomi Bölümü’nde yardımcı doçent olan Vincent Bourrier, “Yıldızlarına yakın gezegenlerin dağılımı, atmosferik ve dinamik süreçler, yani gezegenlerin zaman içindeki hareketleri arasındaki karmaşık bir etkileşimle şekillenir” diyor. “Bugün bu çölü açıklamak için birkaç hipotezimiz var ama henüz hiçbir şey kesin değil ve gizem devam ediyor.”

Bu gezegenler, yıldızlarının yoğun radyasyonuyla aşınarak atmosferlerini tamamen mi kaybettiler? Doğdukları yerden sistemin dış kısımlarına diğer gezegen türlerinden farklı bir mekanizma ile mi göç ederek aynı yakın yörüngelere ulaşmalarını engellediler?

Kesintiye uğramış geçiş

Yakın tarihli bir çalışmada, UNIGE’den bir bilim insanı ekibi, bu çölün kenarında bulunan gezegenlerin yörünge mimarisine bakarak bazı cevaplar getiriyor. Gökbilimciler, küçük gezegenlerden gaz devlerine kadar bu bölgenin etrafındaki on dört gezegeni inceleyerek, yıldızlarının dönme eksenine göre yörüngelerinin nasıl yönlendirildiğiyle ilgilendiler. Bu bilgi, yumuşak göç süreçlerini (gezegenler, oluştukları yıldızlarının ekvator düzleminde hareket ederler) yıkıcı göç süreçlerinden (gezegenler göç eder ve oluştukları düzlemin dışına itilir) ayırt etmeyi mümkün kılar. .

Araştırmacılar, numunelerindeki gezegenlerin çoğunun yıldız ekvatoruyla yanlış hizalanmış bir yörüngeye sahip olduğunu gösterebildiler. “Bu gezegenlerin dörtte üçünün kutupsal bir yörüngeye sahip olduğunu bulduk (yıldızlarının kutuplarının üzerinde dönüyorlar), bu da çölden daha uzaktaki gezegenlere göre daha büyük bir oran. Bu, oluşumdaki yıkıcı göç süreçlerinin rolünü yansıtıyor. Çölün,” diyor ilk yazar Vincent Bourrier.

İki yöntem birleştirildi

Bu sonuçlara ulaşmak için bilim adamları, ötegezegenleri incelemek için kullanılan radyal hız yöntemini ve geçiş yöntemini kullandılar. Omar Attia, “Bir gezegenin geçişi sırasındaki radyal hızları analiz etmek, gezegenin yıldız ekvatoru etrafında mı, kutuplar etrafında mı yoksa sistemin ara bir konfigürasyonda mı olduğunu belirlememize olanak tanır, çünkü farklı mimariler farklı imzalar üretecektir” diye açıklıyor. UNIGE Fen Fakültesi Astronomi Bölümü’nde doktora öğrencisi ve çalışmanın ikinci yazarı.

Bu iki yöntem, UNIGE’de oluşturulan ve ESO (European Southern Observatory) ve TNG’nin (Telescopio Nazionale Galileo) 3.6m teleskopunda bulunan HARPS ve HARPS-Kuzey spektrograflarından elde edilen verilerle birleştirildi.

Sıcak Neptün çölünün oluşumunda yer alan tüm mekanizmaları anlamanın yolu hala uzun. UNIGE tarafından inşa edilen ve Avrupa’nın en büyük teleskoplarına kurulan ESPRESSO spektrografı gibi son nesil cihazlarla bile erişilmesi zor olan çölün kenarındaki en küçük gezegenleri bu teknikle keşfetmek özellikle gerekli olacaktır. ESO’nun 2027 için planlanan 39 metrelik süper teleskobu ELT’nin devreye alınmasını beklemek gerekecek.