La coda dell’esopianeta della cometa WASP-69b fornisce nuove prove dell’evoluzione

Situato a 163 anni luce dalla Terra, è un pianeta extrasolare delle dimensioni di Giove Il suo nome è WASP-69b Offre agli astrofisici una finestra sui processi dinamici che modellano i pianeti in tutta la galassia. La stella in orbita cuoce e spoglia l’atmosfera del pianeta, e questa atmosfera in fuga viene scolpita dalla stella per formare un’ampia coda simile a una cometa lunga almeno 350.000 miglia.

Sono un astrofisico. Il mio gruppo di ricerca Articolo pubblicato In The Astrophysical Journal viene descritto come e perché si è formata la coda di WASP-69b e cosa può dirci la sua formazione su altri tipi di pianeti che gli astronomi sono tentati di scoprire al di fuori del nostro sistema solare.

L’universo è pieno di esopianeti

Quando guardi il cielo notturno, le stelle che vedi sono soli, mondi lontani, Conosciuti come pianeti extrasolari, ruotano attorno a loro. Negli ultimi 30 anni, gli astronomi hanno scoperto… Più di 5.600 pianeti extrasolari Nella nostra Via Lattea.

Non è facile individuare un pianeta distante anni luce. I pianeti impallidiscono in dimensioni e luminosità rispetto alle stelle attorno alle quali orbitano. Ma nonostante queste limitazioni, i ricercatori esoplanetari hanno scoperto una sorprendente diversità: tutto, dai mondi piccoli e rocciosi Appena più grande della nostra Luna Ai giganti gassosi così massicci che li chiamavano “Super Giove“.

Tuttavia, Il più comune Gli esopianeti scoperti dagli astronomi sono più grandi della Terra, più piccoli di Nettuno e orbitano attorno alle loro stelle più vicino di quanto Mercurio orbita attorno al nostro sole.

Questi pianeti molto comuni tendono a rientrare in uno dei due gruppi distinti: super-Terre e pianeti sub-nettuniani. Super Terra Il loro raggio è fino al 50% più grande di quello della Terra, mentre i pianeti subnettuniani di solito hanno raggi da due a quattro volte più grandi del raggio terrestre.

Tra questi due intervalli di raggio esiste un divario, noto come “Divario del raggio“, in cui i ricercatori trovano raramente pianeti. Pianeti delle dimensioni di Nettuno che completano le loro orbite attorno alle loro stelle in meno di quattro giorni Estremamente raro. I ricercatori chiamano questo divario “il deserto caldo di Nettuno”.

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Alcuni processi astrofisici fondamentali devono impedire a questi pianeti di formarsi o sopravvivere.

Formazione del pianeta

Quando si forma una stella, attorno ad essa si forma un grande disco di polvere e gas. In questo disco si possono formare i pianeti. Man mano che i planetesimi aumentano di massa, possono accumulare grandi atmosfere gassose. Ma man mano che la stella matura, inizia a emettere grandi quantità di energia sotto forma di radiazioni ultraviolette e di raggi X. Questa radiazione stellare può bruciare le atmosfere che si sono accumulate sui pianeti in un processo chiamato radiazione stellare Fotoevaporazione.

Tuttavia, alcuni pianeti resistono a questo processo. I pianeti più massicci hanno una gravità più forte, che li aiuta a mantenere la loro atmosfera originale. Inoltre, i pianeti che Lontano Dalla loro stella non sono esposti a tante radiazioni, quindi la loro atmosfera viene erosa meno.

Pertanto, forse gran parte delle super-Terre sono in realtà i nuclei rocciosi di pianeti le cui atmosfere sono state completamente strappate via, mentre i pianeti sub-nettuniani erano abbastanza massicci da conservare le loro atmosfere gonfie.

Per quanto riguarda il caldo deserto di Nettuno, la maggior parte dei pianeti delle dimensioni di Nettuno semplicemente non sono abbastanza massicci da resistere alla forza di strappare via completamente la loro stella se orbitasse troppo vicino. In altre parole, un sub-Nettuno che orbita attorno alla sua stella in quattro giorni o meno perderebbe rapidamente tutta la sua atmosfera. Quando viene osservata, l’atmosfera è già andata perduta e ciò che rimane è un nudo nucleo roccioso – una super-Terra.

Per mettere alla prova questa teoria, gruppi di ricerca come il mio hanno raccolto prove osservative.

WASP-69b: Un laboratorio unico

Entra in WASP-69b, un laboratorio unico per lo studio della fotoevaporazione. Il nome “WASP-69b” deriva da come è stato scoperto. Questa era la 69a stella con il pianeta B, trovata in Ricerca grandangolare del pianeta ricognizione.

Sebbene sia 10% più grande Rispetto a Giove nel raggio, WASP-69b è in realtà più vicino in massa al pianeta molto più leggero Saturno: non è così denso e la sua massa è solo circa il 30% di quella di Giove. In effetti, questo pianeta ha ca Stessa densità Come un pezzo di sughero.

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Questa bassa densità è causata da Un’orbita molto ravvicinata di 3,8 giorni Della sua stella. Poiché il pianeta è così vicino, riceve un’enorme quantità di energia, che lo riscalda. Quando il gas viene riscaldato, si espande. Una volta che il gas si espande abbastanza, inizia a sfuggire per sempre alla gravità del pianeta.

Quando abbiamo osservato questo pianeta, io e i miei colleghi abbiamo scoperto che il gas elio fuoriusciva rapidamente da WASP-69b – ca. 200.000 tonnellate al secondo. Ciò si traduce nella massa della Terra persa ogni miliardo di anni.

Nel corso della vita della stella, il pianeta finirà per perdere l’equivalente della massa totale della sua atmosfera Quasi 15 volte Massa terrestre. Potrebbe sembrare molto, ma WASP-69b ha circa 90 volte la massa della Terra, quindi anche a questa velocità estrema, solo una piccola frazione della quantità totale di gas di cui è composto andrà persa.

La coda simile a una cometa di WASP-69b

Forse la cosa più sorprendente è la scoperta della coda estesa di elio di WASP-69b, che il mio team ha rilevato ad almeno 350.000 miglia (circa 563.000 km) dietro il pianeta. Forti venti stellari, un flusso continuo di particelle cariche emesse dalle stelle, scolpiscono le code in questo modo. Questi venti di particelle si scontrano con l’atmosfera in fuga e la modellano in un… Coda simile a una cometa Dietro il pianeta.

Il nostro studio è in realtà il primo a indicare che la coda di WASP-69b era ampia. Precedenti osservazioni di questo sistema indicavano che il pianeta lo era Solo una coda modesta o anche Nessuna coda.

Questa differenza è probabilmente dovuta a due fattori principali. Innanzitutto, ciascun gruppo di ricerca ha utilizzato strumenti diversi per condurre le proprie osservazioni, il che può portare a diversi livelli di rilevamento. Oppure potrebbe esserci una reale discrepanza nel sistema.

Una stella come il nostro Sole ha un ciclo di attività magnetica chiamato ciclo solare. Il sole dura 11 anni. Durante gli anni di massima attività, il Sole presenta più brillamenti, macchie solari e cambiamenti nel vento solare.

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A complicare ulteriormente le cose, ogni ciclo è unico… Non esistono due cicli solari uguali. Gli scienziati solari stanno ancora cercando di capire e prevedere meglio L’attività del nostro sole. Altre stelle hanno i propri cicli magnetici, ma gli scienziati non hanno ancora dati sufficienti per capirli.

Quindi la variabilità osservata in WASP-69b potrebbe derivare dal fatto che ogni volta che viene osservata, la stella ospite si comporta in modo diverso. Gli astronomi dovranno continuare a monitorare maggiormente questo pianeta in futuro per avere un’idea migliore di cosa sta succedendo esattamente.

Il nostro sguardo diretto alla perdita di massa di WASP-69b dice ai ricercatori di esopianeti come me di più su come funziona l’evoluzione planetaria. Ci fornisce prove in tempo reale della fuga atmosferica e supporta la teoria secondo cui Nettuno caldo e pianeti con raggio sono difficili da trovare perché non sono abbastanza massicci da trattenere la loro atmosfera. Una volta perduti, tutto ciò che resta da osservare è il nucleo super-roccioso della Terra.

IL Studio WASP-69b Evidenzia il delicato equilibrio tra la composizione di un pianeta e il suo ambiente stellare, modellando il diverso paesaggio planetario che osserviamo oggi. Mentre gli astronomi continuano a esplorare questi mondi lontani, ogni scoperta ci avvicina alla comprensione del complesso tessuto del nostro universo.

Dakota Tyler non lavora, non fa consulenza, non possiede azioni o riceve finanziamenti da qualsiasi azienda o organizzazione che trarrebbe beneficio da questo articolo e non ha rivelato alcuna affiliazione rilevante oltre alla sua nomina accademica.

/Per gentile concessione di La Conversazione. Questo materiale dell’organizzazione/degli autori originali può essere di natura cronologica ed è modificato per motivi di chiarezza, stile e lunghezza. Mirage.News non assume posizioni aziendali o partiti e tutte le opinioni, posizioni e conclusioni qui espresse sono esclusivamente quelle dell’autore(i).

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