Podivná záhada „chýbajúcich“ planét vo vesmíre môže byť vyriešená: Science Alert

Dnes je počet potvrdených exoplanét 5 197 v 3 888 planetárnych sústaváchČaká sa na potvrdenie ďalších 8 992 kandidátov.

Väčšinu tvorili výlučne obrie planéty, z toho Jupiter a plynní obri veľkosti Neptúna, ktorých polomer je asi 2,5-krát väčší ako Zem.

ďalší Štatistický významný Populácie boli kamenné planéty, ktoré merajú približne 1,4 polomeru Zeme (známy ako „super-Zem“).

To predstavuje pre astronómov záhadu, najmä kde exoplanéty objavili ctihodní Keplerov vesmírny ďalekohľad majú obavy.

Z viac ako 2 600 planét objavených Keplerom je zjavná vzácnosť exoplanét s polomerom približne 1,8-krát väčším ako Zem – ktoré označujú ako „údolie polomeru“.

Druhá záhada, známa ako „hrach v struku“, sa týka podobne veľkých susedných planét, ktoré sa nachádzajú v stovkách planetárnych systémov s harmonickými obežnými dráhami.

v štúdii pod vedením Cyklus životne dôležitých prchavých prvkov na kamenných planétach (Chytrý) projekt na Rice University, poskytuje medzinárodnému tímu astrofyzikov a nový model Ktorá je zodpovedná za interakciu síl pôsobiacich na novonarodené planéty, ktoré vysvetľujú tieto dve záhady.

Výskum viedol Riceov postdoktorand Welch Andre Izidoro financovaný NASA. inteligentná planéta Projekt. Pridali sa k nemu kolegovia šikovní vyšetrovatelia planét Rajdeep Dasgupta A Andrea Isella, hilke schliching Christian Zimmermann a Bertram Bitsch z Kalifornskej univerzity v Los Angeles (UCLA) a Max Planck Institute for Astronomy (MPIA).

Ako opisujú vo svojej výskumnej práci, ktorá bola nedávno publikovaná listy z astrofyzikálneho denníkaTím použil superpočítač na spustenie modelu planetárnej migrácie, ktorý simuloval prvých 50 miliónov rokov vývoja planetárneho systému.

V ich modeli protoplanetárne disky plynu a prachu tiež interagujú s migrujúcimi planétami, priťahujú ich bližšie k ich materským hviezdam a uzatvárajú ich do rezonančných orbitálnych reťazcov.

V priebehu niekoľkých miliónov rokov protoplanetárny disk zmizne, pretrhne reťaze a vytvorí orbitálnu nestabilitu, ktorá spôsobí zrážku dvoch alebo viacerých planét. Zatiaľ čo modely planetárnej migrácie boli použité na štúdium planetárnych systémov, ktoré udržiavajú orbitálnu rezonanciu, tieto zistenia predstavujú pre astronómov prvé.

Ako povedal Ijidoro na Rice University Vyhlásenie: „Verím, že sme prví, ktorí vysvetlili údolie polomeru pomocou modelov formovania planét a dynamického vývoja, ktoré samotné predstavujú mnohé z obmedzení konzistentných pozorovaní.

„Dokázali sme tiež ukázať, že model formovania planét zahŕňajúci obrovské dopady je v súlade s charakteristikou exoplanét typu hrach v struku.“

Táto práca nadväzuje na predchádzajúcu prácu Izidora a projekt CLEVER Planets. Minulý rok použili migračný model na výpočet maximálneho narušenia v systéme siedmich planét TRAPPIST-1.

V článku uverejnenom 21. novembra 2021 prírodná astronómia, použili simulácie N-telesa, aby ukázali, ako si tento systém „hrach v struku“ dokáže zachovať svoju súdržnú orbitálnu štruktúru napriek kolíziám spôsobeným migráciou planét. To im umožnilo obmedziť hornú hranicu kolízie a hmotnosť dotknutých predmetov.

Ich výsledky ukázali, že zrážky v systéme TRAPPIST-1 boli ekvivalentné nárazu, ktorý vytvoril systém Zem-Mesiac.

Izidoro povedal: „Migrácia mladých planét smerom k ich hostiteľským hviezdam vytvára preľudnenie a často katastrofické kolízie, ktoré zbavujú planéty ich atmosféry bohatej na vodík.

„To znamená, že obrie dopady, ako napríklad formovanie nášho Mesiaca, sú pravdepodobne bežným výsledkom formovania planét.“

Tento najnovší výskum ukazuje, že planéty prichádzajú v dvoch formách, vrátane suchých a kamenných planét, ktoré sú o 50 percent väčšie ako Zem (super-Zeme) a planét, ktoré sú bohaté na vodný ľad a ktoré majú veľkosť Zeme (Mini-Neptúny) majú veľkosť približne 2,5. krát viac.

Okrem toho naznačujú, že zlomok planét dvakrát väčších ako Zem si zachová svoju pôvodnú atmosféru bohatú na vodík a bude obohatený vodou.

Podľa Izidora sú tieto výsledky v súlade s novými pozorovaniami, ktoré naznačujú, že super-Zeme a mini-Neptúny nie sú obzvlášť suché a kamenné planéty.

Tieto zistenia predstavujú príležitosti pre výskumníkov exoplanét, ktorí sa budú spoliehať na vesmírny teleskop Jamesa Webba na podrobné pozorovania systémov exoplanét.

Webb a ďalšie teleskopy novej generácie pomocou svojej pokročilej optiky, infračerveného zobrazovania, koronografov a spektrometrov budú charakterizovať atmosféry a povrchy exoplanét ako nikdy predtým.

Tento článok je pôvodne z . vydal vesmír dnes, čítať pôvodný článok,