Cât de „fierbinți” își pot obține orbitele ciudat de strânse

Planetele gigantice ciudate cunoscute sub numele de Jupiteri fierbinți, care orbitează aproape de soarele lor, au fost aruncate pe căile lor ciudate de planetele și stelele din apropiere, arată un nou studiu.

După ce a analizat orbitele a zeci de Jupiteri fierbinți, o echipă de astronomi a găsit o modalitate de a prinde planete gigantice în procesul de a se apropia inconfortabil de stelele lor. Noua analiză, trimisă pe 27 ianuarie pe arXiv.org, pune vina pentru lumile ciudate pe loviturile gravitaționale de la alte obiecte masive care orbitează în jurul aceleiași stele, dintre care multe s-au autodistrus în acest proces.

„Este o modalitate destul de dramatică de a-ți crea Jupiteri fierbinți”, spune Malena Rice, astrofizician la Universitatea Yale.

Jupiteri fierbinți au fost de multă vreme misterioși. Ele orbitează foarte aproape de stelele lor, învârtindu-se în câteva zile sau mai puțin, în timp ce toate planetele gigantice din sistemul nostru solar se află la distanțe mari de Soare (SN: 6/5/17). Pentru a explica planetele ciudate, astronomii au propus trei idei principale (SN: 5/11/18). Poate că Jupiterii fierbinți s-au format lângă stelele lor și au rămas pe loc, sau poate că au pornit mai departe și apoi s-au întors încet spre interior. În ambele cazuri, planetele ar trebui să aibă orbite circulare aliniate cu ecuatorii stelelor lor, deoarece lumile și-au moștenit căile din materialul din discurile protoplanetare care le-au dat naștere.

Noul studiu, totuși, favorizează a treia idee: interacțiunile gravitaționale cu o altă planetă gigantică sau o stea însoțitoare aruncă mai întâi o planetă de dimensiunea lui Jupiter pe o orbită foarte eliptică și înclinată, care o apropie de steaua sa. În unele cazuri, planeta chiar se învârte în sens greșit în jurul stelei sale, opus modului în care se învârte.

În acest scenariu, de fiecare dată când planeta aruncată trece pe lângă soare, gravitația stelei fură planeta de energie orbitală. Acest lucru micșorează orbita, făcând-o treptat mai circulară și mai puțin înclinată, până când planeta devine un Jupiter fierbinte pe o orbită circulară mică, realiniată pentru a fi în același plan cu ecuatorul stelei.

De obicei, stelele circularizează orbita unei planete înainte de a o realinie, iar stelele reci realinează o orbită mai repede decât o fac stelele calde. Așa că Rice și colegii ei au căutat relații între formele și înclinările orbitelor a câtorva zeci de Jupiteri fierbinți care se învârt în jurul stelelor de diferite temperaturi.

În general, echipa a descoperit că Jupiterii fierbinți din jurul stelelor reci tind să fie pe orbite circulare bine aliniate, în timp ce Jupiterii fierbinți din jurul stelelor calde sunt adesea pe orbite alungite și deplasate. Cu alte cuvinte, multe dintre orbitele din jurul stelelor calde nu au avut încă timp să se stabilească în dimensiunea și orientarea lor finală. Aceste orbite încă poartă semnele că au fost modelate de atacuri gravitaționale cu corpurile învecinate din sistem, conchide echipa.

Este un „argument simplu, elegant”, spune David Martin, un astrofizician la Universitatea de Stat din Ohio din Columbus, care nu a fost implicat în acest studiu. „Ei prezintă dovezile într-un mod nou care ajută la întărirea” ideii că alte obiecte masive din același sistem solar produc Jupiteri fierbinți. El bănuiește că această teorie explică probabil majoritatea acestor planete.

Dar înseamnă că nenumărate lumi gigantice au suferit sortimente groaznice. Unele dintre planetele care și-au aruncat frații aproape de stelele lor au ajuns să se cufunde în aceleași stele, spune Rice. Și multe alte planete au fost ejectate cu totul din sistemele lor solare, așa că astăzi aceste lumi capricioase rătăcesc în adâncul îngheț al spațiului interstelar, departe de lumina oricărui soare.