Ukryte egzoplanety między Pustynią Neptunową a Sawanną
Międzynarodowy zespół ujawnił „Grzbiet Neptunowy”, nadmierne zagęszczenie neptunów znajdujących się pomiędzy Pustynią Neptunową a Sawanną Neptunową.
 | |
| Zdjęcie Neptuna wykonane przez sondę Voyager 2 w 1989 roku. Źródło: NASA |
Astronomowie odkryli „Grzbiet Neptunowy”, nowo zidentyfikowaną cechę w rozmieszczeniu egzoplanet. Odkrycie to, prowadzone przez międzynarodowy zespół, śledzi złożoną dynamikę w obrębie Pustyni Neptunowej, regionu z niedoborem gorących neptunów, oraz Sawanny Neptunowej, gdzie planety te występują częściej. Rozumiejąc te krytyczne strefy, naukowcy zyskują cenny wgląd w dynamiczne procesy, które wpływają na powstawanie i ewolucję bliskich egzoplanet. Odkrycie Grzbietu Neptunowego zostało opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Aby zobrazować rozległość układów egzoplanetarnych, naukowcy często kreślą rozkład planet w funkcji ich promienia i okresu orbitalnego. Ujawnia to wzorce i regiony egzoplanet o podobnych właściwościach, które astronomowie starają się zrozumieć. Jednym z najbardziej zagadkowych regionów jest „Pustynia Neptunowa”, gdzie planet wielkości Neptuna jest zaskakująco mało. Uważa się, że ten niedobór neptunów w rozkładzie planet krążących w pobliżu swoich gwiazd macierzystych wynika z intensywnego promieniowania gwiazdowego, które pozbawia atmosfery planety, erodując je i przekształcając w mniejsze planety.
Za tą surową pustynią znajduje się „Sawanna Neptunowa”, mniej surowa strefa, w której częściej występują planety wielkości Neptuna. W tym regionie warunki pozwalają tym planetom na utrzymanie ich gazowych otoczek, w wyniku czego obszar ten jest bardziej zaludniony neptunami, które migrowały na orbity, na których mogą przetrwać promieniowanie gwiazdy. Zrozumienie, w jaki sposób kształtuje się Pustynia Neptunowa i Sawanna, stało się kluczowym pytaniem w badaniach egzoplanet.
Przedstawiamy Grzbiet Neptunowy
Nowe badania koncentrują się na przejściu między Pustynią Neptunową a Sawanną. Astronomowie odkryli nieoczekiwaną koncentrację planet wielkości Neptuna na skraju Pustyni Neptunowej – cechę tę nazwano „Grzbietem Neptunowym”.
Znaleźliśmy nadmierne zagęszczenie planet w tym regionie, co wskazuje na ostre przejście między jałową Pustynią Neptunową a bardziej zaludnioną Sawanną Neptunową – wyjaśnił dr Vincent Bourrier, adiunkt na Wydziale Astronomii Wydziału Nauki UNIGE i współautor badań. Ten nowo zidentyfikowany grzbiet wyznacza krytyczną strefę, w której planety zdołały migrować do wewnątrz, jednocześnie opierając się intensywnemu promieniowaniu w pobliżu swoich gwiazd.
Odkrywanie Grzbietu: metody i narzędzia
Odkrycie było możliwe dzięki analizie danych z misji Kepler, skorygowanych o błędy obserwacyjne przy użyciu zaawansowanych technik statystycznych. Naukowcy skrupulatnie zmapowali przestrzeń okres-promień tych egzoplanet, ujawniając odrębne regiony, które definiują krajobraz neptunowy. Analiza zespołu zidentyfikowała Grzbiet Neptunowy w okresach orbitalnych od 3,2 do 5,7 dnia, położony pomiędzy Pustynią Neptunową a Sawanną Neptunową. To kompleksowe mapowanie podkreśla skomplikowane procesy związane z migracją i przetrwaniem tych planet w pobliżu ich gwiazd macierzystych.
Implikacje dla formowania się i ewolucji planet
Grzbiet Neptunowy wznosi się wysoko nad Pustynią i Sawanną. Dostarcza nam klucza do zrozumienia mechanizmów fizycznych kształtujących Pustynię – powiedział Vincent Bourrier. Większość neptunów może być rozmieszczona na Sawannie i Pustyni na wczesnym etapie swojego życia, migrując w obrębie dysku, w którym się uformowały. Istnienie Grzbietu sugeruje, że niektóre planety wielkości Neptuna zostały przyniesione do tego regionu przez rodzaj migracji zwany migracją o wysokiej ekscentryczności, która ma miejsce w późniejszym okresie ich życia i pozwala im przetrwać erozję od gwiazd. Te procesy migracji, w połączeniu z fotoodparowaniem, prawdopodobnie kształtują wyraźne cechy obserwowane w krajobrazie neptunowym. Podobieństwo między Grzbietem Neptunowym a inną właściwością w rozkładzie egzoplanet, stosem gorącego jowisza, sugeruje, że podobne procesy ewolucyjne mogą wpływać na obie grupy planet.
Ambitny program obserwacji
Aby jeszcze bardziej rozwikłać tajemnice Pustyni i Sawanny Neptunowej, zespół naukowców kierowany przez UNIGE zabezpieczył program obserwacyjny na dużą skalę przy użyciu spektrografu ESPRESSO o wysokiej rozdzielczości zamontowanego na Bardzo Dużym Teleskopie. Program ten ma na celu przeprowadzenie kompleksowego spisu orientacji orbit planet w próbce bliskich neptunów. Orientacja ta zależy od procesu migracji, a zatem dostarczy krytycznych danych na temat powstawania i ewolucji tych planet, oferując istotne wskazówki do zrozumienia specyfikacji rozmieszczenia neptunów.
Grzbiet Neptunowy to dopiero początek – podsumował Amadeo Castro-González, doktorant w Centrum Astrobiologii w Madrycie i pierwszy autor artykułu. Dzięki nadchodzącym wynikom tego programu obserwacyjnego będziemy w stanie przetestować nasze hipotezy dotyczące pochodzenia i ewolucji tych intrygujących światów, zapewniając bardziej kompleksowy obraz bliskiego krajobrazu neptunowego.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
