Nye spor om, hvordan varme Jupiters dannes

Siden den første varme Jupiter blev opdaget i 1995, har astronomer forsøgt at finde ud af, hvordan de brændende varme exoplaneter blev dannet og ankom i deres ekstreme kredsløb. Johns Hopkins University-astronomer har fundet en måde at bestemme den relative alder af varme Jupiters ved hjælp af nye målinger fra Gaia-rumfartøjet, som sporer over en milliard stjerner.

Hovedforfatter Jacob Hamer, ph.d. studerende i fysik og astronomi, vil præsentere resultaterne i denne uge med pressetilgængelighed kl. 13:15. 13. juni på American Astronomical Society-konferencen, som bliver livestreamet. Værket er indstillet til at blive publiceret i Astronomical Journal .

Kaldes varme Jupiters, fordi den første opdagede var omtrent samme størrelse og form som vores solsystems Jupiter, disse planeter er omkring 20 gange tættere på deres stjerner end Jorden er på solen, hvilket får disse planeter til at nå temperaturer på tusindvis af grader Celsius.

Eksisterende teorier om planetdannelse kunne ikke forklare disse planeter, så videnskabsmænd kom med flere ideer til, hvordan varme Jupiters kunne dannes. Oprindeligt foreslog videnskabsmænd, at varme Jupitere kunne dannes længere ude, ligesom Jupiter, og derefter migrere til deres nuværende placeringer på grund af interaktioner med deres værtsstjernes skive af gas og støv. Eller det kan være, at de dannes længere ude og så migrerer ind meget senere – efter at disken er væk – gennem en mere voldelig og ekstrem proces kaldet high-excentricity migration.

"Spørgsmålet om, hvordan disse exoplaneter dannes og kommer til deres nuværende kredsløb, er bogstaveligt talt det ældste spørgsmål i vores underfelt, og det er noget, som tusindvis af astronomer har kæmpet for at besvare i mere end 25 år," sagde medforfatter Kevin Schlaufman, en adjunkt, der arbejder i skæringspunktet mellem galaktisk astronomi og exoplaneter.

Nogle varme Jupitere har baner, der er godt tilpasset deres stjernes rotation, ligesom planeterne i vores solsystem. Andre har baner forkert justeret fra deres stjerners ækvator. Forskere var ikke i stand til at bevise, om de forskellige konfigurationer var et produkt af forskellige dannelsesprocesser eller en enkelt dannelsesproces efterfulgt af tidevandsinteraktioner mellem planeterne og stjernerne. "Uden denne virkelig præcise metode til at måle aldre manglede der altid information," sagde Hamer.

Hamer er en af ​​de første astronomer, der brugte de nye data fra Gaia-satellitten til at studere alderen for exoplanetsystemer for at finde ud af, hvordan de dannes og udvikler sig. At kunne bestemme stjernernes hastigheder - retningshastigheden - var nøglen til at bestemme deres alder. Når stjerner bliver født, bevæger de sig på samme måde som hinanden i galaksen. Efterhånden som disse stjerner ældes, bliver deres hastigheder mere og mere forskellige, sagde Hamer. Med denne nye metode beviste Hamer, at der er flere måder, hvorpå varme Jupiters dannes.

"Den ene [dannelsesproces] opstår hurtigt og producerer tilpassede systemer, og [den anden] forekommer over længere tidsskalaer og producerer forkerte systemer," sagde Hamer. "Mine resultater tyder også på, at i nogle systemer med mindre massive værtsstjerner tillader tidevandsinteraktioner de varme Jupiters at justere aksen for deres værtsstjernes rotation for at blive justeret med deres bane."

Nye data fra jord- og rumbaserede teleskoper hjælper videnskabsmænd med at lære mere om exoplaneter. I april rapporterede hold af astronomer, herunder nogle fra Johns Hopkins, resultater om atmosfæren af ​​ultravarme Jupiters, der blev muliggjort ved hjælp af observationer fra Hubble-rumteleskopet. + Udforsk yderligere

Ny indsigt i årstider på en planet uden for vores solsystem