Sıcak Jüpiterlerin kaderi için kabul edilen mevcut teori nedir?

Birçok sıcak jüpitörün ana özelliklerinden birinin ana yıldızlarına yakın olmaları, genellikle Merkür'ün yörüngesinde olmanın eşdeğeri olduğu iyi bilinmektedir. Yani, bu gezegenler gaz devleridir ve çok sıcaktırlar (dolayısıyla kategorileri).

Bununla birlikte, birkaç keşif bu gezegenlerin kaderinin ne olduğunu sorgulamaya yol açtı.

örnek 1: HD 209458b, diğer adıyla "Osiris"

NASA'nın "Dying Planet Karbon-Oksijen Sızıntısı" na göre , Osiris 'buharlaşmadan' daha fazlasını yapıyor, Dünya'dan tespit edilen gezegenin arkasındaki bir zarfta hidrojen ile birlikte hidrojen, oksijen sızdırıyor. Karbon ve oksijenin önemi makaleden belirtilmiştir:

Jüpiter ve Satürn'de karbon ve oksijen gözlenmesine rağmen, atmosferde daima metan ve su olarak kombine formdadır. HD 209458b'de kimyasallar temel elementlere ayrılır. Ancak Jüpiter veya Satürn'de, unsurlar olarak bile, atmosferde hala görünmez kalırlardı. HD 209458b'nin üst atmosferinde görünür olmaları, atmosferik 'patlamanın' meydana geldiğini doğrular.

Makalede Osiris'in, "Sıcak Jüpiterlerin buharlaşma hızı ve Chthonian gezegenlerinin oluşumu" olarak tanımlanan Chthonian olarak bilinen hipotezli bir dış gezegen sınıfı olacağı belirtiliyor (Hebard ve ark. 2003)

eski sıcak Jüpiter'in artık merkezi çekirdeğinden yapılmış yeni gezegen sınıfı

Bunlar Dünya'ya benzer büyüklükte, ancak oldukça yoğun olacaktır.

örnek 2: CoRoT-7b

NASA'nın "Dünyanın En Büyük Gezegen Gezegeni Gaz Devi Olarak Başladı" makalesine göre , CoRoT-7b genellikle sıcak bir Jüpiter'in bulunduğu Dünya büyüklüğünde bir gezegendir.

yıldızına Dünya'dan neredeyse 60 kat daha yakın, bu yüzden yıldız gökyüzümüzde güneşten neredeyse 360 ​​kat daha büyük görünüyor "dedi. CoRoT-7b'nin büyüklüğü (Dünya'dan yüzde 70 daha büyük) ve kütlesi (Dünya'nın 4,8 katı) dünyanın muhtemelen kayalık malzemelerden yapıldığını gösterir.

Yüksek gündüz sıcaklığı, gezegenin yıldıza bakan tarafının erimiş olabileceği anlamına gelir, herhangi bir sürekli atmosfer de patlatılır. Bilim adamları, birçok Dünya kitlesinin kaynatılmış olabileceğini tahmin ediyorlar. Ayrıca azalan kütlenin gezegenin yıldıza yaklaşmasına neden olduğu görülüyor - daha fazla malzemenin kaynatılmasına neden oluyor, dolayısıyla kütle azalıyor.

Makaledeki bilim adamlarını özetlemek için:

Öyle ya da böyle, bu gezegenin gözlerimizin önünde kaybolduğunu söyleyebilirsin, "

Soru

Bunlar olası bir sürecin sadece 2 örneği olduğundan, soru şu ki, sıcak Jüpiter dış gezegenlerinin kaderi için kabul edilen mevcut teori nedir?

Güneş sistemimizde sıcak bir Jüpiter'in bulunmamasının nedeni de bu olabilir mi?

Bu, "sıcak bir Jüpiter'in" aslında ne olarak tanımlandığına bağlı olması nedeniyle oldukça yüklü bir sorudur. "Sıcak" nedir? "Jüpiter" nedir? Gerçekte, ana yıldızlarından bir gezegensel kütle ve uzaklık sürekliliği vardır ve literatürde yaygın olarak "sıcak Neptünler", "sıcak Dolar" vb.

Dev gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair baskın teori, ilk önce buz çizgisinin ötesindeki kaya ve buzdan , suyun katılaştığı ana yıldızdan olan mesafeden birleşmeleridir . Bu mesafe yaklaşık olarak Mars'ın bugün güneş sistemimizde yattığı yerdir. Ne "sıcak gaz gezegenler" hakkında şaşırtıcı oluyor bulundukları olmasıdır içinde önemli ölçüde yer alan bu buz hattı. Bu, çekirdeklerini oluşturduktan sonra, şu anda belirsiz bir süreçle (birkaç iyi adayın olduğu) ev sahibi yıldızlarına daha yakın göç ettiklerini, ancak şimdilik sıcak gezegenlerin varlığının bu süreçlerden en az birinin çalıştığını gösterdiğini varsayalım. oldukça düzenli).

Peki ya "sıcak" kelimesi? Üst yıldızlarına en yakın gezegenler için bir yarıçap anomalisi olduğu bilinmektedir : Bu gezegenlerin yarıçapları, ana yıldızlarının ışınladığı dev gezegen yapısı modellerinden önemli ölçüde daha büyüktür. Bu yüzden "sıcak" gezegenleri, yarıçapları standart modeller tarafından tahmin edilenden daha büyük olan gaz devleri olarak tanımlardım.

Şimdi bazı tanımları yoldan çıkardığımız için hayatta kalma sorunu var. Dev gezegenler ana yıldızlarına yakın olduklarında, gelgitle kilitlenirler . Sonuç olarak, dev gezegenin yüzeyinde gelgit olarak çok az enerji var, gezegenin şekli sabit ve çok az iç hareket var. Bununla birlikte, dev gezegen de ev sahibi yıldızında bir gelgit yaratıyor ve bir nesnenin dönüşünü 1000 kat daha fazla kütleyle değiştirmek çok fazla açısal momentum gerektirdiğinden, ev sahibi yıldızlar neredeyse hiç gelgitlere kilitlenmeyecek onların en yakın gezegeni.

Yıldız içinde enerjinin dağılma hızı oldukça belirsizdir ve bu belirsizlik tipik olarak "Q" kalite faktörü bir fudge parametresine süpürülür ve daha düşük kalite faktörleri daha fazla yayılımı yansıtır. "Q", kendi güneş sistemimizdeki (yani Dünya ve Jüpiter) ve bazı yıldız ikili dosyalardaki belirli cisimler için ölçülür, ancak vücuttan vücuda oldukça değişkendir, Dünya için yaklaşık 10 ila bazı yıldızlar için 10 ^ 8 arasında değişir.

Bir gezegenin bugün gözlemlenip hayatta kalmayacağı, Q tarafından belirlenen yörünge bozulma süresinin sistemin yaşıyla ne kadar karşılaştırıldığına bağlıdır. WASP-12b ve WASP-19b gibi yüksek oranda şişirilmiş sıcak Jüpiterler içeren bazı sistemlerde, Q'nun şaşırtıcı derecede kısa bir sürede (<10 ^ 7 yıl) konak yıldızlarına düşmelerine neden olacak kadar küçük olduğu tahmin edilmektedir.

Bir diğer olasılık, kaya / buz çekirdeğini çevreleyen gazın gezegene biriken muazzam miktarda ısı ile uzaklaştırılmasıdır. Bu, dev gezegenlerin çekirdekleri, konak yıldızlarından kayalık gezegenlerden daha fazla oluştuğu için, biraz demir içermeyen nispeten düşük yoğunluklu bir gezegene sahip. Atmosferlerinin büyük bir kısmını bu şekilde kaybetmeleri sonucu ortaya çıkmış olabilecek birkaç yakın, Neptün-kütle nesnesi vardır (Örnek: GJ3470b ).

Kendi güneş sistemimize gelince, sıcak bir Jüpiter'in oluşumu, iç gezegenlerin yörüngelerini şiddetli bir şekilde bozması nedeniyle, Güneş'e yakın göç ederken iç güneş sistemini muhtemelen yok etmiş olurdu. Ek olarak, Güneş, bu dev gezegenden metal açısından zengin malzemenin birikmesi nedeniyle metallerde zenginleşecektir. Diğer gezegenler oluşmadan önce güneş sistemimizde sıcak bir Jüpiter olması muhtemel olsa da, şu anda olası görünmüyor.