Новое исследование помогает объяснить, как драматические наклоны могут влиять на орбиты экзопланет.
(Изображение: © Сара Милхолланд / НАСА / JPL-Caltech)
Согласно новому исследованию, многие инопланетные планеты вокруг звезд, такие как наше Солнце, потенциально необычайно наклонены, что приводит к резким колебаниям между экстремальными зимами и летом.
НАСА Космический корабль Кеплер показало, что около 30 процентов звезд, похожих на наше Солнце, скрывают суперземли. Как следует из их названия, суперземли немного больше Земли, примерно в 2-10 раз больше массы Земли.
Обнаруженные к настоящему времени суперземли также, как правило, лежат относительно вблизи своих звезд, и для завершения орбиты требуется менее 100 дней. Для сравнения, Меркурию требуется около 88 дней, чтобы обойти Солнце.
Как ни странно, многие из этих суперземлей находятся почти - но не совсем - в естественно устойчивых отношениях, известных как орбитальные резонансы, которые возникают, когда орбитальные тела оказывают регулярное гравитационное влияние друг на друга. Например, орбитальный резонанс Плутона и Нептуна побуждает Плутона совершить два круга вокруг Солнца за время, необходимое для того, чтобы Нептун совершил три орбиты. Напротив, многие суперземли попарно находятся в парах, которые находятся рядом, но не в таких орбитальных резонансах.
Теперь исследователи предполагают, что потенциальный ответ на эту загадку заключается в том, что такие миры сильно наклонены. «Если это правда, это подразумевает, что их сезоны экстремальны, и их погода и климат будут затронуты также нетривиально», - сказала Space.com ведущая автор исследования Сара Миллхолланд, астроном Йельского университета в Коннектикуте.
Предыдущее исследование показало, что когда планеты приближаются к орбитальному резонансу, гравитационное притяжение их звезд в этих мирах может привести к приливным силам, которые могут отводить энергию от их орбитальных движений, преобразовывать ее в тепло и удерживать эти миры от синхронизации их орбит. , Тем не менее, предшествующие работы также обнаружили, что такие приливные силы сами по себе недостаточно сильны, чтобы предотвратить орбитальный резонанс, говорят исследователи.
Ученые провели компьютерное моделирование, моделирующее, что происходит, когда полюса этих планет наклонены относительно их орбит. Они обнаружили, что при высоких осевых наклонах приливные силы «чрезвычайно эффективны для отвода орбитальной энергии в тепло на планетах», Millholland сказано в заявлении.
Чем больше осевой наклон, тем больше различий в количестве солнечного света, получаемого различными частями планеты в течение года. Осевой наклон Земли около 23,5 градусов приводит к ее временам года; Экстремальный осевой наклон Урана в 98 градусов оставляет зимнюю сторону планеты в полной темноте в течение 21 года и летнюю сторону при постоянном дневном свете в течение того же периода времени.
«До сих пор типичным предположением было то, что близкие экзопланеты имеют нулевой наклон по оси», - сказал Millholland Space.com. «Наше исследование предполагает иное».
Явление, обнаруженное учеными, может также привести к необычайному нагреву в этих экзопланетах. Подобный эффект приводит к тому, что луна Юпитера Ио "обладает чрезвычайной вулканической активностью; это самый геологически активный организм в солнечной системе ", сказал Millholland.
Исследователи "не предполагают, что полюса вращения всех экзопланет сильно наклонены", отметил Миллхолланд. Тем не менее, если значительная доля такова, это объясняет, почему так много близких суперземель имеют орбиты, обнаруженные астрономами, сказала она.
По словам Миллхолланда, ученые сейчас анализируют, каким образом нагрев, связанный с высоким осевым наклоном, может влиять на структуры этих планет. Экзопланеты с высокими осевыми наклонами должны иметь тепловые сигнатуры, обнаруживаемые в будущих космических полетах, таких как Космический телескоп Джеймса Вебба, добавили исследователи.
Ученые подробно их выводы онлайн 4 марта в журнале Nature Astronomy.
- Странный мир: испаряющаяся орбита экзопланеты смещена | Космос
- «Планета лавы» размером с Землю с 8,5-часовым годом среди самых быстрых за всю историю
- Нашел! «Юный Юпитер», самая маленькая экзопланета, видимая непосредственно телескопом
