Le forze di marea possono far sì che il calore si irradi sulla superficie di un pianeta extrasolare?
Questo è ciò che a Studi recenti accettabile per Rivista astronomica Un team di ricercatori internazionali spera di elaborare i dati raccolti da strumenti a terra per confermare l'esistenza di un secondo esopianeta che risiede all'interno del sistema esopianeta. HD104067oltre all'utilizzo della missione TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA per identificare anche un ulteriore candidato esopianeta.
La particolarità di questo pianeta candidato, che orbita più in profondità rispetto agli altri due, è che le forze di marea che emergono dai due esopianeti più esterni probabilmente causano l'irradiazione della superficie del candidato, con la sua temperatura superficiale che raggiunge i 2.300 gradi Celsius (4.200 gradi Celsius). gradi Fahrenheit), che i ricercatori chiamano la “tempesta di marea perfetta”.
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Qui, L'universo oggi Discute questa affascinante ricerca con Dottor Stephen Kaneprofessore di astrofisica planetaria presso l'Università della California, Riverside e autore principale dello studio, per quanto riguarda le motivazioni alla base dello studio, i risultati più importanti, l'importanza degli aspetti della “tempesta di marea”, la ricerca di follow-up e le implicazioni di questo sistema per lo studio di altri sistemi esoplanetari.
Quindi, qual è stata la motivazione alla base di questo studio?
“La stella (HD 104067) era una stella nota per ospitare un pianeta gigante in un'orbita di 55 giorni, e ho una lunga storia di ossessione per i sistemi conosciuti”, afferma il dottor Kane. L'universo oggi.
“Quando TESS ha rilevato un possibile pianeta in transito delle dimensioni della Terra in un’orbita di 2,2 giorni (TOI-6713.01), ho deciso di esaminare ulteriormente il sistema. Abbiamo raccolto tutti i dati RV e abbiamo scoperto che c’era un altro pianeta (la massa di Urano) in un orbita di 13. Tutto è iniziato con i dati TESS, e poi “Il sistema è diventato più interessante man mano che lo studiavamo”.
La storia del dottor Kane nella ricerca sugli esopianeti comprende innumerevoli strutture del sistema solare, in particolare quelle contenenti… Gli esopianeti sono altamente eccentricima include anche il lavoro di follow-up dopo la conferma della presenza di esopianeti all'interno del sistema.
Più recentemente, è stato il secondo autore di Stare Discussione sulla struttura rivista del sistema HD 134606, insieme alla scoperta di due nuove super-Terre all'interno di questo sistema.
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In questo ultimo studio, il dottor Kane e i suoi colleghi hanno utilizzato i dati degli strumenti HARPS (High Risoluzione Radial Velocity Planet Search), dello spettrometro Echelle ad alta risoluzione (HIRES) e della già citata missione TESS per accertare le proprietà e i parametri di entrambi. La stella madre HD 105067 e i corrispondenti esopianeti che orbitano attorno ad essa.
Tuttavia, oltre alla scoperta di altri esopianeti all’interno del sistema, come afferma il dottor Kane, quali sono i risultati più importanti raggiunti da questo studio?
dice il dottor Kane L'universo oggi“Il risultato più sorprendente del nostro lavoro è stato che la dinamica del sistema ha causato effetti di marea massicci per un periodo di 2,2 giorni, simili a quelli sperimentati da Io. Tuttavia, in questo caso, TOI-6713.01 sperimenta un’energia di marea di 10 milioni volte maggiore di Io.” , risultando in 2600K [2,300 degrees Celsius (4,200 degrees Fahrenheit)] Temperatura superficiale. “Ciò significa che il pianeta effettivamente brilla alle lunghezze d'onda della luce.”
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Io, la luna di Giove, è il pianeta più attivo dal punto di vista vulcanico del sistema solare Riscaldamento delle maree Causato dall'enorme gravità di Giove nell'orbita leggermente eccentrica (allungata) di Io, che dura 1,77 giorni. Ciò significa che Io si avvicina a Giove in certi punti e si allontana da esso in altri punti, provocando rispettivamente la compressione e l'espansione di Io.
Nel corso di milioni di anni, questo costante attrito all'interno di Io ne ha riscaldato il nucleo, dando origine alle centinaia di vulcani che compongono la superficie di Io, oltre a crateri da impatto non visibili.
Come osserva il dottor Kane, questo nuovo candidato esopianeta “sperimenta 10 milioni di volte più energia mareale di Io”, il che potrebbe sollevare ulteriori domande riguardo alla sua attività vulcanica o ad altri processi geologici. Qual è quindi il significato degli aspetti “tempesta di marea” di TOI-6713.01?
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dice il dottor Kane L'universo oggi“La ragione per cui TOI-6713.01 è soggetto a forti forze di marea è a causa dell’eccentricità dei due pianeti giganti esterni, che costringono anche TOI-6713.01 a entrare in un’orbita eccentrica. Quindi, mi sono riferito al pianeta come se fosse intrappolato in una marea perfetta tempesta.”
Il sistema HD 104067 con due esopianeti giganti che costringono il TOI-6713.01 più interno in una “tempesta di marea perfetta” ricorda un po' le prime tre lune galileiane di Giove, Io, Europa e Ganimede, rispetto alle loro influenze gravitazionali reciproche durante tutto il loro periodo. orbite. .
Tuttavia, ci sono alcune differenze, dal momento che l'immensa gravità di Giove è la forza principale che guida l'attività vulcanica di Io, e tutte e tre le lune si trovano in quella che è conosciuta come Risonanza orbitaleCiò significa che le orbite sono proporzionali tra loro. Ad esempio, per ogni quattro orbite di Io ci sono due orbite di Europa e un'orbita di Ganimede, che rendono la loro risonanza orbitale 4:2:1, facendo sì che ciascuna luna eserciti influenze gravitazionali regolari l'una sull'altra.
Quindi, sebbene l’aspetto della tempesta di marea su TOI-6713.01 sia causato dall’eccentricità dei giganti esterni, come si confronta con la relazione tra Io, Europa e Ganimede?
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dice il dottor Kane L'universo oggi“La risonanza di Laplace delle lune galileiane crea una configurazione particolarmente forte, poiché l’allineamento regolare delle tre lune interne costringe regolarmente Io in un’orbita eccentrica. Il sistema HD 104067 non è in risonanza ma è comunque in grado di produrre una configurazione energetica in virtù del fatto che i pianeti b e c sono massicci.” “Molto vero, è più un effetto di 'forza bruta' forzare il pianeta in transito interno in un'orbita eccentrica.”
Come accennato, TOI-6713.01 è stato scoperto utilizzando un file Metodo della velocità radialenota anche come spettroscopia Doppler, significa che gli astronomi hanno misurato piccoli cambiamenti nel movimento della stella madre mentre veniva leggermente trascinata dal pianeta durante l'orbita di quest'ultimo.
Questi sottili cambiamenti fanno oscillare la stella madre mentre i due oggetti si attraggono a vicenda, e gli astronomi usano gli spettrografi per rilevare i cambiamenti in questa oscillazione mentre la stella si muove “più vicino” e “più lontano” da noi per trovare esopianeti.
Questo metodo si è dimostrato molto efficace nella ricerca di esopianeti Rappresenta circa il 20%. Del totale dei pianeti extrasolari confermati finora, e Il primo pianeta extrasolare in orbita attorno a una stella come la nostra È stato rilevato anche utilizzando questo metodo.
Tuttavia, nonostante l’efficacia della velocità radiale, lo studio rileva che TOI-6713.01 “non è stato ancora confermato”, quindi quali ulteriori osservazioni sarebbero necessarie per confermarne l’esistenza?
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dice il dottor Caines L'universo oggi“Poiché il pianeta è così piccolo, è difficile da rilevare dai dati sulla velocità radiale. Tuttavia, i transiti sembrano puliti e abbiamo escluso la contaminazione stellare. Ulteriori transiti aiuteranno, ma siamo abbastanza fiduciosi che esista un pianeta a questo punto.” .”
Questo studio arriva mentre il numero totale di sistemi esoplanetari si attesta a circa 4.200, con un numero di esopianeti confermati che supera i 5.600 e oltre 10.100 candidati esopianeti in attesa di conferma. Si è scoperto che queste strutture del sistema differiscono in modo significativo dal nostro sistema solare, che consiste di pianeti terrestri (rocciosi) più vicini al Sole e giganti gassosi che orbitano molto più lontano.
Esempi inclusi Giove caldo Che orbitano pericolosamente vicino alla loro stella madre, alcuni in pochi giorni, e altri sistemi Comprende sette pianeti extrasolari delle dimensioni della Terrae alcuni di essi ruotano all'interno Superficie abitabile.
Allora, cosa può insegnarci questa struttura unica del sistema solare sui sistemi esoplanetari in generale, e cosa riflettono gli altri sistemi esoplanetari?
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dice il dottor Kane L'universo oggi“Questo sistema è un ottimo esempio degli ambienti estremi in cui i pianeti possono trovarsi. Ci sono stati diversi casi di pianeti terrestri vicini alla loro stella e riscaldati dall'energia emanata dalla stella, ma pochissimi casi in cui l'energia delle maree sta sciogliendo il pianeta. pianeta dall'interno.”
La potenziale scoperta di un esopianeta in orbita in una “tempesta di marea perfetta” illustra una miriade di caratteristiche che gli esopianeti e i sistemi esoplanetari esibiscono in contrasto con il nostro sistema solare e con ciò che gli astronomi hanno imparato al riguardo finora.
Se confermato, TOI-6713.01 continuerà a modellare la nostra comprensione riguardo alla formazione e all’evoluzione degli esopianeti e dei sistemi esoplanetari non solo nella nostra Via Lattea, ma anche in tutto l’universo.
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“L'universo è un posto meraviglioso!” dice il dottor Kane L'universo oggi. “La cosa divertente di questo particolare progetto è che tutto è iniziato con 'hmm… potrebbe essere interessante' e poi si è trasformato in qualcosa di molto più affascinante di quanto avrei mai potuto immaginare! Basta andare allo spettacolo, non perdere mai l'opportunità di asseconda la tua curiosità.”
In che modo questa tempesta di marea ci insegnerà sugli esopianeti e altri sistemi esoplanetari negli anni e nei decenni a venire? Solo il tempo lo dirà, ecco perché stiamo studiando!
Come sempre, continua a fare scienza e continua a fare ricerche!
Questo articolo è stato originariamente pubblicato da L'universo oggi. Leggi il Articolo originale.
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