Jak powstają gorące jowisze?
Naukowcy przyjrzeli się bliżej orbitom odległych egzoplanet, aby lepiej zrozumieć, jak powstają gorące jowisze. Obserwacje pomogą wskazać, w jakiej odległości od swojej gwiazdy powstały te egzoplanety.
.Pierwsza egzoplaneta odkryta w 1995 roku była tym, co obecnie badacze nazywają gorącym jowiszem – planetą o masie podobnej do gazowego olbrzyma, której okres orbitalny wynosi zaledwie kilka dni. Dotychczas astronomowie zakładali, że światy te powstały daleko od swoich gwiazd – podobnie jak Jowisz w naszym Układzie Słonecznym – a następnie migrowały do wewnątrz.
Naukowcy zaproponowali dwa główne mechanizmy tej migracji: migrację o wysokiej ekscentryczności (high-eccentricity migration), w której orbita planety jest zakłócana przez grawitację innych ciał niebieskich, a następnie ulega cyrkularyzacji pod wpływem sił pływowych w pobliżu gwiazdy – oraz drugą, migrację dyskową (disk migration), w której planeta stopniowo przemieszcza się do wewnątrz w obrębie dysku protoplanetarnego.
Jednak na podstawie samych obserwacji naukowcy nie są w stanie rozróżnić, który mechanizm miał miejsce w przypadku konkretnego gorącego jowisza. W przypadku migracji o wysokim współczynniku ekscentryczności zaburzenia grawitacyjne mogłyby spowodować przechylenie osi orbity planety względem gwiazdy, co skutkowałoby mierzalnym przesunięciem orbity do wewnątrz.
Jednak siły pływowe mogą z czasem wyrównać orbitę i nie muszą oznaczać migracji planety do wnętrza dysku protoplanetarnego. W rezultacie nie ma niezawodnej metody obserwacyjnej pozwalającej zidentyfikować, w jakiej odległości od swojej gwiazdy świat tego typu powstał.
Aby lepiej to zrozumieć, naukowcy z University of Tokyo, pod kierownictwem, Akihiko Fukui, zaproponowali nową metodę obserwacyjną, która wykorzystuje skalę czasową migracji o wysokim współczynniku ekscentryczności. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astronomical Journal”.
Jak wskazują astronomowie, w przypadku migracji o wysokim współczynniku ekscentryczności orbita planety ulegałaby znacznemu wydłużeniu, zanim siły pływowe spowodowałyby, że stałaby się ona bardziej kołowa, podczas przelotu w pobliżu gwiazdy. Czas trwania tego procesu zależy od takich czynników, jak masa planety, okres orbitalny i siły pływowe.
Jeśli gorący jowisz rzeczywiście powstał w wyniku tego mechanizmu, czas zmiany jego orbity na kołową musiał być krótszy niż wiek całego układu. Jednak po obliczeniu, ile czasu zajęło to 500 znanym gorącym jowiszom, naukowcy zidentyfikowali grupę około 30 planet, które nie spełniały tego warunku.
Dodatkowo ta grupa egzoplanet wykazywała cechy zgodne z innymi przewidywaniami, które zakładała migracja dyskowa, takimi jak wyrównane orbity i wielość planet.
Astronomowie, wskazali, że najpewniej migrowały one płynnie w obrębie dysku bez silnych zaburzeń. Ponadto kilka z tych gorących jowiszów należy do układów wieloplanetarnych. Taki układ byłby mało prawdopodobny, gdyby powstały one w wyniku migracji o wysokiej ekscentryczności, która zazwyczaj powoduje wyrzucenie innych planet.
.Jak twierdzą naukowcy, poszukiwania odległych światów, które zachowały pamięć o swojej migracji w orbitach, po których się poruszają, może pomóc lepiej zrozumieć ewolucję układów planetarnych.
Oprac. EG
