Ny forskning hjælper med at forklare, hvordan dramatiske vipper kan påvirke eksoplaneternes bane.
(Billede: © Sarah Millholland / NASA / JPL-Caltech)
Mange fremmede planeter omkring stjerner som vores sol er potentielt ekstraordinært vippede, hvilket fører til dramatiske svingninger mellem ekstreme vintre og somre, finder en ny undersøgelse.
NASAs Kepler rumfartøj afslørede, at omkring 30 procent af stjerner, der ligner vores sol, har superjordene. Som deres navn antyder, er superjordene en smule større end Jorden, ca. to til 10 gange Jordens masse.
De hidtil fundne superjordar ligger typisk relativt i nærheden af deres stjerner og tager mindre end 100 dage at afslutte en bane, ifølge en erklæring om det nye værk. Til sammenligning tager Merkur ca. 88 dage at gå rundt i solen.
Mærkeligt nok findes mange af disse super-jorde næsten - men ikke helt - i naturligt stabile forhold kendt som orbital resonanser, der opstår, når kredsløbskropper udøver en regelmæssig tyngdekraftpåvirkning på hinanden. F.eks. Fører Plutos og Neptuns orbitalresonans til at Pluto fuldfører to omgange rundt om solen i den tid det tager Neptunus at bane tre gange. I modsætning hertil er mange superjordar parvis i nærheden, men ikke i, sådanne orbitalresonanser.
Nu antyder forskere, at det potentielle svar på dette mysterium er, at sådanne verdener er meget vippet. "Hvis det er sandt, betyder dette, at deres sæsoner er ekstreme, og at deres vejr og klima også vil blive påvirket ikke-trivielt," fortalte hovedundersøgelsesforfatter Sarah Millholland, en astronom ved Yale University i Connecticut, til Space.com.
Tidligere forskning antydede, at når planeter er tæt på at komme i orbitalresonans, kan deres stjerners tyngdekraft på disse verdener resultere i tidevandskræfter, der kan dræne energi væk fra deres orbitalbevægelser, omdanne den til varme og forhindre disse verdener i at synkronisere deres baner . Imidlertid fandt tidligere arbejde også sådanne tidevandskræfter ikke i sig selv stærke nok til at forhindre orbital resonans, sagde forskerne.
Forskerne kørte computersimuleringer, der modellerede, hvad der sker, når polerne på disse planeter vippes med hensyn til deres kredsløb. De fandt ud af, at tidevandskræfter "med høje aksiale hældninger" er meget mere effektive til at dræne orbitalenergi til varme i planeterne, "Millholland sagde det i erklæringen.
Jo større den aksiale hældning er, jo mere variation i hvor meget sollys forskellige dele af en planet modtager i løbet af sit år. Jordens aksiale hældning på ca. 23,5 grader resulterer i dens sæsoner; Uranus 'ekstreme aksiale hældning på 98 grader forlader vintersiden af planeten i fuldstændigt mørke i 21 år og sommersiden i konstant dagslys i samme mængde tid.
”Indtil nu var den typiske antagelse, at tætte eksoplaneter har nul aksial hældning,” fortalte Millholland til Space.com. "Vores undersøgelse antyder andet."
Fænomenet, som forskerne opdagede, kan også føre til ekstraordinære mængder opvarmning i disse exoplaneter. En lignende effekt resulterer i, at Jupiters måne Io "har ekstrem vulkansk aktivitet; det er den mest geologisk aktiv krop i solsystemet, ”sagde Millholland.
Forskerne "antyder ikke, at spin-poler i alle exoplaneter er meget vippet," bemærkede Millholland. Men hvis en betydelig fraktion er, vil det forklare, hvorfor så mange tæt på superjordene har bane, som astronomer har opdaget, sagde hun.
Forskerne analyserer nu måderne, hvorpå opvarmning relateret til høj aksial hældning kan påvirke strukturer af disse planeter, sagde Millholland. Eksoplaneter med høje aksiale hældninger bør have varmesignaturer, der kan påvises ved fremtidige rumopgaver, som f.eks James Webb-rumteleskop, tilføjede forskerne.
Forskerne detaljerede deres fund online 4. marts i tidsskriftet Nature Astronomy.
- Weird World: Fordampning af Exoplanets bane er forkert tilpasset Plads
- Jordstørrelse 'Lava Planet' med 8,5-timers år blandt de hurtigste nogensinde set
- Fundet! 'Young Jupiter,' den mindste eksoplanet, der er direkte set af teleskopet
