Tidevandslåste exoplaneter kan være mere almindelige end tidligere antaget

Mange exoplaneter, der skal findes af kommende højdrevne teleskoper, vil sandsynligvis være tidevandslåst - med den ene side permanent vendt mod deres værtsstjerne - ifølge ny forskning foretaget af astronom Rory Barnes fra University of Washington.

Barnes, en UW assisterende professor i astronomi og astrobiologi, nåede frem til fundet ved at stille spørgsmålstegn ved den langvarige antagelse om, at kun de stjerner, der er meget mindre og svagere end solen, kunne være vært for kredsende planeter, der var i synkron kredsløb, eller tidevandslåst, som månen er med jorden. Hans papir, Tidevandslåsning af beboelige exoplaneter, " er blevet accepteret til udgivelse af tidsskriftet Himmelmekanik og dynamisk astronomi .

Tidevandslåsning resulterer, når der ikke er noget side-til-side momentum mellem et legeme i rummet og dets gravitationspartner, og de bliver fikseret i deres omfavnelse. Tidevandslåste kroppe som Jorden og månen er i synkron rotation, hvilket betyder, at hver enkelt tager nøjagtig lige så lang tid at rotere omkring sin egen akse, som den gør at dreje rundt om sin værtsstjerne eller gravitationspartner. Månen tager 27 dage om at rotere én gang om sin akse, og 27 dage til at kredse om Jorden én gang.

Månen menes at være blevet skabt af et himmellegeme på størrelse med Mars, der brager ind i den unge Jord i en vinkel, der satte verden til at dreje i starten med cirka 12 timers dage.

"Muligheden for tidevandslåsning er en gammel idé, men ingen havde nogensinde gennemgået det systematisk, " sagde Barnes, der er tilknyttet det UW-baserede Virtual Planetary Laboratory.

I fortiden, han sagde, forskere havde en tendens til at bruge den 12-timers estimering af Jordens rotationsperiode til at modellere exoplanets adfærd, spørger, for eksempel, hvor lang tid det kan tage for en jordlignende exoplanet med et lignende orbitalspin at blive tidevandslåst.

"Det jeg gjorde var at sige, måske er der andre muligheder - du kunne have langsommere eller hurtigere indledende rotationsperioder, " sagde Barnes. "Du kunne have planeter større end Jorden, eller planeter med excentriske baner - så ved at udforske det større parameterrum, du opdager, at de gamle ideer faktisk var meget begrænsede, der var kun ét resultat der."

"Planetariske dannelsesmodeller, imidlertid, foreslår, at en planets indledende rotation kan være meget større end flere timer, måske endda flere uger, " sagde Barnes. "Og så når du udforsker det område, det, du finder, er, at der er mulighed for, at mange flere exoplaneter kan låses i tidevand. For eksempel, hvis Jorden blev dannet uden måne og med en første 'dag', der var fire dage lang, en model forudsiger, at Jorden nu vil være tidevandslåst til solen."

Barnes skriver:"Disse resultater tyder på, at processen med tidevandslåsning er en vigtig faktor i udviklingen af ​​de fleste af de potentielt beboelige exoplaneter, der vil blive opdaget i den nærmeste fremtid."

At være tidevandslåst blev engang anset for at føre til sådanne ekstremer af klimaet, at det eliminerede enhver mulighed for liv, men astronomer har siden ræsonneret, at tilstedeværelsen af ​​en atmosfære med vinde, der blæser hen over en planets overflade, kunne afbøde disse effekter og tillade moderate klimaer og liv.

Barnes sagde, at han også overvejede de planeter, der sandsynligvis vil blive opdaget af NASAs næste planetjagtsatellit, Transiting Exoplanet Survey Satellite eller TESS, og fandt ud af, at enhver potentielt beboelig planet, den vil opdage, sandsynligvis vil være tidevandslåst.

Selv hvis astronomer opdager den længe søgte Jord "tvilling", der kredser om en virtuel tvilling af solen, at verden kan være tidevandslåst.

"Jeg tror, ​​at den største konsekvens fremover, Barnes sagde, "er, at når vi søger efter liv på enhver exoplanet, skal vi vide, om en planet er tidevandslåst eller ej."