Przejdź do głównej zawartości

Niedawne odkrycie bliźniaczych planet może pomóc rozwiązać zagadkę nadętych planet

Od kiedy astronomowie siedemnaście lat temu po raz pierwszy zmierzyli wielkość planety pozasłonecznej, starali się odpowiedzieć na pytanie: w jaki sposób największe planety stały się tak duże?


Dzięki ostatniemu odkryciu bliźniaczych planet, dokonanemu przez zespół z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego, którym kierował student Samuel Grunblatt, naukowcy zbliżają się do poznania odpowiedzi na to pytanie.

Gazowe olbrzymy zbudowane są głównie z wodoru i helu i mają średnicę co najmniej 4 Ziem. Planety te orbitują wyjątkowo blisko swoich gwiazd macierzystych i znane są jako „gorące Jowisze”. Mają masy zbliżone do Jowisza i Saturna, jednak wydają się być znacznie większe – niektóre z nich są nadmuchane do rozmiarów nawet większych, niż najmniejsze gwiazdy. 

Niezwykle duże rozmiary tych planet są prawdopodobnie związane z ciepłem płynącym do i z atmosfery, a zostało opracowanych kilka teorii, w celu wyjaśnienia tego procesu. Ponieważ nie mamy milionów lat, aby zobaczyć, jak rozwija się dany układ planetarny, teorie inflacji planet byłyby trudne do udowodnienia bądź obalenia. 

Aby rozwiązać ten problem, Grunblatt przeszukał dane zebrane przez misję Kepler 2, polując na gorące Jowisze krążące wokół czerwonych olbrzymów. Gwiazdy te, znajdujące się na późnym etapie swojego życia, same stają się znacznie większe w ciągu życia towarzyszących im planet. Zgodnie z teorią wysuniętą przez Erica Lopeza z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA, gorące Jowisze krążące wokół czerwonych olbrzymów powinny być bardzo nadęte, jeżeli bezpośrednim źródłem energii z macierzystej gwiazdy jest dominujący proces nadmuchiwania planet.

Poszukiwanie ujawniło dwie planety, z których każda krąży wokół macierzystej gwiazdy z okresem około 10 dni. Używając oscylacji gwiazdowych do dokładnego obliczenia promienia zarówno gwiazdy jak i planety, zespół odkrył, że planety są o 30% większe od Jowisza.

Obserwacje z wykorzystaniem teleskopów Kecka na Maunakea na Hawajach pokazały również, że pomimo dużych rozmiarów, planety miały tylko połowę masy Jowisza. Są one niemal bliźniacze, jeżeli wziąć pod uwagę ich okres orbitalny, promień i masę. 

Używając modeli do śledzenia ewolucji planet i gwiazd na przestrzeni czasu, zespół obliczył efektywność planet w absorbowaniu ciepła z gwiazdy i przenoszeniu go głęboko do swojego wnętrza, co powoduje, że cała planeta zwiększa swój rozmiar oraz zmniejsza swoją gęstość. Ich odkrycia pokazują, że planety te prawdopodobnie potrzebowały zwiększonego promieniowania pochodzącego od czerwonego olbrzyma, aby się nadmuchać, jednak ilość pochłanianego promieniowania była również niższa, niż oczekiwano.

Ryzykiem jest próba uzyskania mocnych wniosków, mając zaledwie dwa przykłady. Jednak wyniki te zaczynają wykluczać pewne wyjaśnienia dotyczące inflacji planety i są zgodne ze scenariuszem, w którym to planety są bezpośrednio nadmuchiwane przez ciepło z gwiazd macierzystych. Dowody naukowe zdają się sugerować, że to samo promieniowanie gwiezdne może bezpośrednio zmieniać wielkość i gęstość planety.

Nasze Słońce w końcu także stanie się czerwonym olbrzymem, więc ważne jest określenie wpływu, jaki jego ewolucja będzie miała na resztę Układu Słonecznego. „Badanie, w jaki sposób ewolucja gwiazdy wpływa na planety, jest nową granicą, zarówno w innych układach planetarnych jak i w naszym. Mając lepsze wyobrażenie o tym, jak planety reagują na te zmiany, możemy zacząć określać, w jaki sposób ewolucja Słońca wpłynie na atmosferę, oceany i życie tutaj, na Ziemi” – powiedział Grunblatt.

Poszukiwania gazowych olbrzymów krążących wokół czerwonych olbrzymów trwają, ponieważ dodatkowe układy mogłyby jednoznacznie odróżnić scenariusz inflacji planety. Grunblatt i jego zespół zostali nagrodzeni czasem na Kosmicznym Teleskopie Spitzera, aby dokładniej zmierzyć rozmiary tych bliźniaczych planet. Ponadto poszukiwanie planet krążących wokół czerwonych olbrzymów przez misję K2 będzie kontynuowane co najmniej przez kolejny rok, a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), który NASA ma wystrzelić w 2018 roku, będzie obserwował setki tysięcy czerwonych olbrzymów na całym niebie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…