Seltsames Rätsel um ‚verlorene‘ Planeten im Weltraum könnte gelöst werden: ScienceAlert

Heute steht die Zahl der bestätigten Exoplaneten bei 5197 in 3888 Planetensystemenmit 8.992 anderen Kandidaten, die auf Bestätigung warten.

Die überwiegende Mehrheit waren besonders riesige Planeten, beginnend mit der Jupiter und Gasriesen von der Größe des Neptun, die einen Radius von etwa dem 2,5-fachen Erddurchmesser haben.

anders Statistisch signifikant Ihre Populationen waren Gesteinsplaneten mit einem Erdradius von etwa 1,4 (auch bekannt als „superterrestrische Planeten“).

Für Astronomen ist dies ein Rätsel, zumal er die ehrwürdigen Exoplaneten entdeckte Kepler Weltraumteleskop wir sind besorgt.

Von den mehr als 2.600 von Kepler entdeckten Planeten gibt es einen deutlichen Mangel an Exoplaneten mit einem Radius von etwa dem 1,8-fachen des Erddurchmessers – das sogenannte „Tal des Radius“.

Das zweite Rätsel, bekannt als „Erbsen in einer Schote“, bezieht sich auf benachbarte Planeten ähnlicher Größe, die in Hunderten von Planetensystemen mit harmonischen Umlaufbahnen zu finden sind.

In einer Studie unter der Leitung von Zyklen flüchtiger Elemente, die für das Leben auf Gesteinsplaneten unerlässlich sind (CLEVER) an der Rice University, präsentiert ein internationales Team von Astrophysikern neues Modell Dies erklärt das Zusammenspiel der auf die neugeborenen Planeten wirkenden Kräfte, die diese beiden Rätsel erklären können.

Die Forschung wurde von Andre Isidoro, Welch Postdoctoral Fellow bei Rice, mit finanzieller Unterstützung der NASA geleitet Kulver Planeten Projekt. Er wurde von Ermittlern von Culver Planets unterstützt Rajdeep Dasgupta Und die Andrea IselaUnd die Helch Schlichting von der University of California, Los Angeles (UCLA) sowie Christian Zimmermann und Bertram Beech vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA).

Wie sie in ihrem Forschungsbericht beschreiben, der kürzlich in erschienen ist Astrophysikalische ZeitschriftenbriefeDas Team verwendete einen Supercomputer, um ein Planetenmigrationsmodell auszuführen, das die ersten 50 Millionen Jahre der Entwicklung von Planetensystemen simuliert.

In ihrem Modell interagieren auch protoplanetare Scheiben aus Gas und Staub mit den wandernden Planeten, ziehen sie in die Nähe ihrer Muttersterne und fangen sie in resonanten Umlaufbahnen ein.

Innerhalb weniger Millionen Jahre verschwindet die protoplanetare Scheibe, bricht die Ketten und verursacht eine orbitale Instabilität, die dazu führt, dass zwei oder mehr Planeten kollidieren. Während Modelle der Planetenmigration verwendet wurden, um Planetensysteme zu untersuchen, die ihre Umlaufbahnresonanz beibehalten haben, stellen diese Ergebnisse eine Premiere für Astronomen dar.

Wie Isidoro an der Rice University sagte, Aussage: „Ich denke, wir sind die ersten, die den Talradius mithilfe eines Modells der Planetenentstehung und dynamischen Evolution erklären, das die Grenzen von Mehrfachbeobachtungen konsequent erklärt.

„Wir können auch zeigen, dass ein Modell der Planetenentstehung, das riesige Einschläge beinhaltet, mit dem Erbsenmerkmal von Exoplaneten übereinstimmt.“

Diese Arbeit baut auf früheren Arbeiten von Izidoro und dem Projekt CLEVER Planets auf. Letztes Jahr verwendeten sie ein Migrationsmodell, um die maximale Störung des Sieben-Planeten-Systems bei TRAPPIST-1 zu berechnen.

In einem Artikel, der am 21. November 2021 in veröffentlicht wurde natürliche Astronomienutzten sie N-Körper-Simulationen, um zu zeigen, wie das „Erbse-in-einer-Kapsel“-System seine symmetrische Orbitalstruktur trotz Kollisionen beibehalten konnte, die durch Planetenmigration verursacht wurden. Dies ermöglichte es ihnen, Beschränkungen für die obere Kollisionsgrenze und die Masse der beteiligten Objekte festzulegen.

Ihre Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Kollisionen im TRAPPIST-1-System mit dem Einschlag vergleichbar waren, der zur Entstehung des Erde-Mond-Systems führte.

„Die Migration kleinerer Planeten zu ihren Wirtssternen führt zu einer Überfüllung und führt oft zu katastrophalen Kollisionen, die den Planeten ihre wasserstoffreiche Atmosphäre entziehen“, sagte Isidoro.

„Das bedeutet, dass riesige Einschläge, wie sie unseren Mond bildeten, wahrscheinlich ein allgemeines Ergebnis der Planetenentstehung sind.“

Diese neueste Forschung legt nahe, dass es zwei verschiedene Arten von Planeten gibt, bestehend aus trockenen, felsigen Planeten, die 50 Prozent größer sind als die Erde (Supererden) und wassereisreichen Planeten, die mehr als 2,5-mal so groß sind wie die Erde (kleine Neptune).

Darüber hinaus schlagen sie vor, dass ein kleiner Teil der Planeten, die doppelt so groß sind wie die Erde, ihre ursprüngliche wasserstoffreiche Atmosphäre behalten und reich an Wasser sein würden.

Laut Isidoro stimmen diese Ergebnisse mit neuen Beobachtungen überein, dass die Supererden und der kleine Neptun nicht nur trockene und felsige Planeten sind.

Diese Ergebnisse bieten Möglichkeiten für Exoplanetenforscher, die sich auf das James-Webb-Weltraumteleskop verlassen werden, um detaillierte Beobachtungen von Exoplanetensystemen durchzuführen.

Mit seiner fortschrittlichen Optik, Infrarotbildgebung, Wirbeln und Spektrometern werden Webb und andere Teleskope der nächsten Generation die Atmosphären und Oberflächen von Exoplaneten wie nie zuvor charakterisieren.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von veröffentlicht Universum heute. Lies das originaler Artikel.