Apró izzó exoplanetek lehetnek a gázolajok maradványai • Alexey Levin • Tudományos hírek a "Elemekről" • Csillagászat

Apró piros-meleg exoplanets lehet a gáz óriások maradványai

a. Az Sharpin csapata által számolt két bolygó egyszerre gázhengerek lehettek, és lényegesen messzebbre esett a szülősztártól. b. Amikor a csillag kimerítette hidrogén üzemanyagát, és vörös óriássá változott, mindkét bolygó a légkörében találta magát, és teljesen elvesztette a gázát, csak szilárd sziklás magot tartva. c. Amikor a vörös óriás ismeretlen okok miatt lehúzta a külső rétegeket, és alárendeltséggé alakult, mindkét bolygó megállt a kinetikus energia elvesztésével és a jelenlegi pályájukon stabilizálódott. Eliza M. R. Kempton cikkéből származó kép természet

A Toulouse-i Egyetem csillagászai egy pár exoplanetumból számoltak, amelyek közül az egyiknek minden esélye a legapróbb nyitottabbá válik. Az egykori vörös törpét csak 0,9-es és 1,1 millió kilométeres körzetben keringő bolygók nem tudnak egyáltalán légkörben lenni, ami azt jelenti, hogy a nappali félgömböket körülbelül 8-9 ezer fokosra fűtik (másfélszer melegebb, mint a Nap felszínén).

A karácsonyi és szilveszteri ünnepek előestéjén a csillagászok nagyon kellemes meglepetést mutattak az urbi et orbi-nak. December 20-án a NASA egy speciálisan összehívott sajtótájékoztatón bejelentette egy rendkívül szokatlan bolygórendszer felfedezését, amelyet a Kepler űrsávcsövével fedeztek fel.Két kős szárazföldi bolygóból és három bolygóból áll, melyek a Neptunusz léptéke. Ezek a bolygók nem messze vannak egymástól a napsütéses Kepler-20, 950 fényéves évektől távol eső sárga törpe közelében. Mindkét földi szerű Kepler-20e és Kepler-20f, amelyek sugara egyenlő, 0,87 és 1,03 a Föld sugaraival, és a tömegek nem haladják meg a két vagy három Föld tömegét, azonnal kimutatták a legapróbb miniatűr extraszuláris bolygókat. .

Ez a rekord azonban csak egy napig tartott. December 21-én egy nemzetközi csillagászcsapat, amelyet Stephane Charpinet vezényelt a Toulousei Egyetem Asztrofizikai és Bolygáris Tanulmányi Intézetétől, a közelmúltban megjelent újságban természet 2011-re még mindig van egy pár exoplanet közül, amelyek közül az egyiknek minden esélye van arra, hogy az első helyet a legkisebbek listájára tegye. Igaz, hogy másképp fedezték fel őket, mint a Kepler-20 rendszer bolygói, ezért a méreteiket nem mértük, hanem csak a modellszámítások alapján becsültük meg.

Az újonnan felfedezett exoplanetek életútja sokkal tragikusabb, mint a tudomány által ismert összes többi exoplanet sorsának – és ez sokat mond.18 millió évvel ezelőtt megjelentek a tüzes sírból, a pokoli lángok teljesen elpárologtatták gázkagylójukat, de nem tudták teljesen megégni a tűzálló kövekből álló magot.

Ha az olvasó elég érdekel, akkor részletesen megismerkedhet. Az új felfedezést ismét Kepler segítségével hozták létre, amely ezúttal nem működött alapkapacitásában. Elsõsorban exoplanetek keresésére indították el, amelyek részben megfékezik csillagukat a szárazföldi megfigyelõk számára, és így saját jelenlétüket adják. Ez a teleszkóp 95 cm-es nyílással van ellátva, amely rendkívül érzékeny fotométerrel van felszerelve, 43 két 2,2 megapixeles félvezető fényérzékeny tömbön. A fotométer figyeli a csillagok oszcillációját, ami arra utal, hogy egy csillagnak egy vagy több nem fénylő műholdja van. Azonban ugyanaz az eszköz használható változó csillagok részletes vizsgálatára is, amelyek szintén rendszeresen megváltoztatják fényerejüket. Kozmikus "propiszkája" miatt sokkal jobb, mint a földfelszíni berendezések.

A Kepler egyedülálló kutatási potenciálja úgy döntött, hogy az asztrózismologák nemzetközi csoportját alkalmazza, amely röviddel a bevezetés előtt született.A Kepler Asteroseismic Science Consortium (KASC) Astroseismus Tudományos Konzorciumot hozta létre, amelynek központja Dániában az Aarhusi Egyetemen. A résztvevõknek ideje volt megfigyelni a galaxisunk változó csillagait. Közöttük volt az egyetlen csillag, KIC 05807616 (más néven KPD 1943 + 4058), amely a Cygnus és a Lyra csillagképek csomópontján helyezkedik el a Nap napjától számított harminchét évvel. A spektruma érdekli a tudósok jóval a Kepler elindítása előtt, 2009 márciusában. A Hertzsprung-Russell-diagram extrém vízszintes ágában fekvő B spektrális osztály (sdB csillagok) forró alárbocjai családjába tartozik. Ezeknek a csillagoknak a fényességét a hélium termonukleáris égése biztosítja, amelyek szinte teljes egészében alkotják (a hidrogén hányadának értéke nem haladja meg az egy százalékot).

Leggyakrabban a forró koponyák vörös óriások maradványai – nem túl nehéz (nem több, mint két naptömeg) a fő szekvenciacsillagok, amelyek kimerítették a hidrogénüzemanyagot, és a belső instabilitás miatt több százszor növelték méretüket. Jellemzően a vörös óriás egy-két milliárd évig megtartja a duzzadt hidrogén-atmoszférát, míg a központi területe összezsugorodik olyan hőmérsékletekig, amelyek lehetővé teszik a termonukleáris hélium égését.Azonban a hidrogén atmoszférát a mag héliumi égetése előtt is visszaállíthatja, ami egy forró törzs keletkezéséhez vezet. Az ilyen kibocsátás okai még nem teljesen tiszták, de valószínűleg megkönnyíti a társas csillag jelenléte, amely vonzza a vörös óriás külső héjának gázát és ezáltal gyengíti a maghoz kapcsolódó gravitációs kötéseket. Az expozíciós mag folytatja a hélium égését, amíg oxigénre és szénre át nem alakul. Ezután a termonukleáris égés megszűnik, mivel az alfejezet tömege nem elegendő a termonukleáris fúzió folytatásához. Alacsony tömegű fehér törpe lesz, és ezután nem változik.

A B. osztályú alárendeltek felületi hőmérséklete 20-40 ezer fokos tartományban van. Sötétséget váltanak ki az intenzív lüktetésnek köszönhetően, melyet mély akusztikus rezgéseknek tartanak. A pulzálási periódusok percenként két-három óráig terjednek. Emiatt ezek a csillagok nagy érdeklődést mutatnak az asztroszeizmológusoktól.

A KIC 05807616 korábbi tanulmánya azt mutatta, hogy ez a csillag 18 millió évvel ezelőtti törzsrészévé vált, és jelenlegi tömege a Nap sugárzásának egyötödének sugara közel feleannyi tömege (tehát ez a csillag 60-szor sűrűbb, mint a nap).Ezt követően a KIC 05807616 a Kepler hat hónapos megfigyeléseinek tárgyát képezte, és mint ilyen, új KOI 55 indexet kapott (a rövidítés a Kepler Object of Interest-et jelenti). Ennek eredményeképpen sok fényerő pulzálódást észleltek fél óra, két és fél óra és amplitúdók között, a csillag átlagos fényerejének 0,15% -áig. Ugyanakkor Stefan Sharpine és munkatársai még két, rendkívül gyenge (ezredmillamszázalékos amplitúdójú) sorozatot találtak a csillagok fényében 5,7625 órával és 8,2293 órával. Mivel az elmélet azt állítja, hogy egyetlen belső folyamat sem képes ilyen hosszú periódusú rezgéseket létrehozni egy forró törzsön, a tudósok azt sugallják, hogy két műholdja van, amelyek rendszeresen megvédik a sugárzás jelentéktelen részét. Ha ilyen műholdak léteznek, akkor csillaggal kell körüljárniuk, hanyagul kicsi távolságokon – csak 0,9 és 1,1 millió kilométer, ami jóval kevesebb, mint egy csillagászati ​​egység századja.

A csillag KIC 05807616 fényességének pulzálása, amely lehetővé tette az állítólagos exoplanetek kimutatását (két kötőjel a feketesített zóna felett a bal oldalon). Az amplitúdóikat mesterségesen 5-szer növelik (× 5), így láthatóak a grafikonon. A tárgyalt cikkből származó kép Charpinet et al.atermészet

Ez a hipotézis nagyon fontos következményekhez vezet. Az elmúlt években a csillagászok felfedeztek néhány óriásgáz bolygót, amelyek a B osztályú alárendőket kergeték, ám csillagok csillagászati ​​egysége több mint tizede. A KOI 55.01 és a KOI 55.02 új bolygóinak jelöltjei nemcsak gázhengerek lehetnek, de egyáltalán nem tudnak hangot teremteni, hiszen egyetlen gázburkolat sem marad túl ilyen forró csillag közelében. Ugyanolyan közelség miatt minden bolygó csak a másik oldalán fordul elő a csillag felé (csakúgy, mint a Földhöz viszonyítva). Ebből következik, hogy a nappali félgömböket körülbelül 8-9 ezer fokig hevítik, és így másfélszer melegebbek a Nap felszínénél.

Honnan jöttek ezek a vörösen forró szörnyek? Cikk szerzői itt természet láthatjuk őket gázolajok esetleges maradványaként, miután körbevették egy normális főszekvencia csillagot, amely az alig terjedő KIC 05807616 elődje volt. Amikor vörös óriássá vált, mindkét bolygó belsejében volt, ahol ismeretlen évekig maradtak (legalábbis néhányan tízmilliók).Ebben az időben teljesen elvesztették a gázukat, megtartva csak a kemény, sziklás magokat, vagy inkább azok részeit. Nagyon közel kerültek a vörös óriás magjához is, mivel a légkör lassulása miatt az orbitális sebesség csökken. Amikor ez az óriás lehúzta a külső rétegeket, és egy alárendeltséggé alakult, mindkét testület megállította a kinetikus energiát, és a jelenlegi pályáján stabilizálódott. Ott fognak maradni, amikor az óriáskány fehér törpévé válik, és évezredek alatt a környező tér hőmérsékletére hűlni fog. Természetesen ugyanez fog történni mindkét bolygón.

Ez a hipotetikus, de nagyon elképzelhető forgatókönyv érdekes folytatás. Amint azt már megjegyeztem, a KIC 05807616 törpe törzse valószínűleg nem része a bináris csillagrendszernek (minden esetben az összes teleszkópos megfigyelés adatai ezt bizonyítják). Felmerül a kérdés, hogy mi okozta az óriás őse "fogyását"? Stefan Sharpine és társszerzői nem zárják ki, hogy társas csillag hiányában a bolygóknak magának kell hibáztatniuk. Feltételezhető, hogy a gravitáció olyan felháborodott a vörös óriás atmoszféráján, amelyet az űrben elszivárogtatott.Ez csak akkor történhet meg, ha a bolygók eredetileg a felső határ közelében voltak, mivel csak azok fulladása elég ahhoz, hogy gyökeresen destabilizálják. Ennek a hipotézisnek a megerősítése lenne az első példa a bolygóknak az anyaviláguk fejlődésére gyakorolt ​​hatásáról, amely eddig csak elméletileg tárgyalt.

Mint már írtam, a cikk becsléseket ad a KOI 55.01 és KOI 55.02 tömegére és méretére. Ezekre a számításokra a szerzőknek bizonyos feltételezéseket kellett tenniük a bolygófelületek albedójának (reflektivitásának), az orbitális sík dőlésszögének a Föld irányába való viszonyával és a nappallagéktől az éjszakai hőátadásig. Ennek eredményeként arra a következtetésre jutottak, hogy a KOI 55.01 sugara 0,759 a föld sugara, és tömege 0,440 a Föld tömegének. A KOI 55.02 valamivel nagyobb: 0,867 Földi sugár és 0,655 Föld tömeg. Tehát a KOI 55.01 valóban a legkönnyebb exoplanet ma.

Végezetül meg kell jegyeznünk egy további körülményt. A cikk röviden egy alternatív forgatókönyvet tárgyalja a B. osztályú alkönyvtárak születésének, amely nem kapcsolja össze ezt a folyamatot a vörös óriások fejlődésével.E modell szerint két fehér törpe – csak oxigén-szén, de könnyebb, hélium – ütközése is előfordulhat. Ebben az esetben a szubtrófea létezésének kezdeti szakaszában egy sűrű gáznemű lemezt kaphat, amely idővel egy vagy több bolygót eredményezhet. Sharpin és kollégái elvben nem zárják ki ezt a lehetőséget, de úgy vélik, hogy egy ilyen forró csillag közel 18 millió év alatt aligha volt ideje felépíteni a Föld tipusú bolygókat.

Forrás: Stéphane Charpinet, G. Fontaine, P. Brassard, E. M. Green, V. Van Groote, S. K. Randal, R. Silvotti, A. S. Baran, R. H. Østensen, S. D. Kawaler, J. H. Telting. Vörös-óriás csillag | természet. V. 480. o. 496-499. 2011. december 22. Doi: 10.1038 / nature10631.

Lásd még:
Eliza M. R. Kempton. A bolygó tudomány: a bolygók végső sorsa // természet. V. 480. P. 460-461. 2011. december 22. Doi: 10.1038 / 480460a.

Alexey Levin


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: