Astronomia

Come facciamo a sapere che un esopianeta è agganciato alla stella madre?

Come facciamo a sapere che un esopianeta è agganciato alla stella madre?

Spesso nel discutere di esopianeti sentiamo dire che sono vicini alla stella madre (di solito una nana rossa) ma poi c'è un avvertimento che il pianeta è legato in modo ordinato a quella stella e che questo fatto riduce gravemente le prospettive per quel pianeta di ospitare la vita.

Ma come facciamo a sapere che un esopianeta è agganciato a una stella in ordine di marea? Dubito che possiamo osservare direttamente la rotazione di quel pianeta. Questo significa che concludiamo che è in rotazione sincrona perché è quello che ci dicono i nostri modelli teorici, e non che lo osserviamo direttamente?


Sono probabilmente blocco delle maree, date alcune ipotesi sull'età del sistema planetario.

C'è una formula per calcolare quanto tempo impiegherà un oggetto in orbita per bloccarsi secondo le maree, e uno dei risultati di quella formula è che oggetti grandi in orbite ravvicinate non impiegano molto tempo per bloccarsi secondo le maree.

Poiché molti degli esopianeti che abbiamo trovato sono oggetti di grandi dimensioni in orbite ravvicinate di vecchie stelle, il blocco delle maree è un risultato probabile.


La risposta di Hobbes è corretta per i pianeti che si presume siano bloccati dalle maree. Ci sono comunque un paio di esopianeti che conosciamo sicuramente non lo sono bloccati in marea perché le loro rotazioni sono state misurate. La prima misurazione della rotazione di un esopianeta è stata per Beta Pictoris b, che risulta avere un periodo di rotazione di 8 ore. Un altro esempio è 2M1207b con una rotazione di 10 ore. È vero che questi oggetti sono così lontani dalle loro stelle che non ci aspetteremmo che siano bloccati in base alle maree: le misurazioni di rotazione si basano su questi oggetti che vengono ripresi, il che richiede una grande separazione stella-pianeta.


Scoperte di esopianeti

Un esopianeta (pianeta extrasolare) è un pianeta situato al di fuori del Sistema Solare. La prima prova di un esopianeta è stata notata già nel 1917, ma non è stata riconosciuta come tale fino al 2016. Nessuna scoperta di pianeti è ancora arrivata da quella prova. [1] Tuttavia, la prima rilevazione scientifica di un esopianeta è iniziata nel 1988. Successivamente, la prima rilevazione confermata è arrivata nel 1992, con la scoperta di diversi pianeti di massa terrestre in orbita attorno alla pulsar PSR B1257+12. [2] La prima conferma di un esopianeta in orbita attorno a una stella della sequenza principale è stata fatta nel 1995, quando un pianeta gigante è stato trovato in un'orbita di quattro giorni attorno alla vicina stella 51 Pegasi. Alcuni esopianeti sono stati ripresi direttamente dai telescopi, ma la stragrande maggioranza è stata rilevata attraverso metodi indiretti, come il metodo del transito e il metodo della velocità radiale. Al 22 giugno 2021, ci sono 4.768 esopianeti confermati in 3.527 sistemi planetari, con 783 sistemi con più di un pianeta. [3] Questa è una lista delle scoperte più importanti.


Conosci alcune super-Terre

GJ 15 LA b

GJ 15 LA b

55 Cancri e

55 Cancri e

GJ 15 LA b

55 Cancri e

Negli ultimi tre decenni, abbiamo scoperto tutti i tipi di strani pianeti che non sapevamo esistessero e che non hanno analoghi nel nostro sistema solare. Le Super-Terre possono essere fino a 10 volte più massicce della Terra. Non sappiamo ancora abbastanza su questi pianeti per dire a che punto potrebbero perdere una superficie rocciosa. Ma nell'intervallo di 3-10 volte la massa della Terra, potrebbe esserci un'ampia varietà di composizioni planetarie, inclusi mondi acquatici, pianeti con palle di neve o pianeti che, come Nettuno, sono composti in gran parte da gas denso. Gli esopianeti ai limiti superiori del limite di dimensione della super-Terra possono anche essere indicati come sub-Nettuno o mini-Nettuno.


Queste due domande sulle forze di marea dovrebbero essere poste in Astronomy SE invece che qui?

anche se probabilmente non sono fuori tema qui, sono decisamente in tema in Astronomy SE e potrebbero ricevere risposte migliori lì. Il primo ha anche aspetti dell'astronomia osservativa degli esopianeti e dell'evoluzione del sistema solare che potrebbero non essere davvero in argomento qui.

Inoltre, entrambi coinvolgono le forze di marea, che sembra essere il tag in evidenza di questo mese in Astronomy!

Mentre rispondere qui con risposte brevi e di base potrebbe essere utile per i PO, penso che entrambi potrebbero ricevere risposte migliori in Astronomia e quelle risposte servirebbero meglio ai lettori.

Mi chiedo se questi dovrebbero essere entrambi migrati lì?

aggiornare: Lo stand è stato migrato

Domanda: Mi chiedo se sia possibile iniziare a abbozzare alcune linee guida di base utili per ciò che è meglio chiedere in Astronomy SE rispetto a Space SE?

Ad esempio, la domanda n. 1 riguarda sia l'astronomia osservativa degli esopianeti che l'evoluzione del sistema solare nel corso di miliardi di anni, e in Astronomia sembra davvero che siano meglio poste.

Non sto suggerendo che abbiamo bisogno di una regola, ma alcune linee guida che possono essere indicate nei commenti potrebbero essere tutto ciò che serve per aumentare la consapevolezza di un buon modo per raccontare.


E se la Terra fosse bloccata in base alle maree?

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Ciao Anton, solo per considerazione. Per amor di discussione, supponiamo che ora siamo umani che si sono recentemente laureati con successo in una civiltà di Classe II. Siamo stanchi dei viaggi nello spazio e ora vogliamo vivere la vita semplice sulla terra che abbiamo lasciato. Il problema è che la terra è in uno stato molto triste. Da allora ha perso il suo campo magnetico a causa del fatto che il nucleo non scorreva più milioni di anni fa. È inabitabile e anche i bellissimi oceani blu sono evaporati nello spazio. Al nostro ritorno dal viaggio spaziale, siamo anche sbalorditi nell'apprendere che la luna non circola più intorno alla terra ma ha lasciato il sistema solare per qualche ragione sconosciuta.
Ora dobbiamo iniziare il compito di costruire materiale all'interno del nostro sistema solare, o oltre per riparare la terra al suo stato normale che abbiamo letto nella nostra storia “libri”
Da dove iniziamo e cosa bisogna fare per ricostruire la terra al suo antico splendore e in grado di supportare gli umani che tornano dallo spazio? Inoltre sembra esserci un problema più grande con il Sole. Si è espansa e ha consumato Mercurio e Venere e attualmente sta surriscaldando il resto della terra.
Mi piacerebbe vedere una simulazione, o una serie di simulazioni, che descriva questo problema e cosa si potrebbe fare, per acquisire materiale, creare o catturare la vecchia luna e riportarla in orbita, nonché modificare il Sole per riportarlo da un Stella rossastra torna a ciò che vediamo oggi. Se è necessario essere un Tipo III per farlo, così sia, affinché la terra possa tornare a quella antica gloria.

BENVENUTO SULLA TERRA!
Abbiamo il deserto del Sahara come metà del pianeta ed è sempre giorno!
Forniamo anche Alaska come metà del pianeta ed è sempre notte!
Infine, abbiamo la piccola area in cui vivi!
Goditi il ​​tuo soggiorno sulla Terra!

sai che la luna è stata bloccata in un punto sopra la terra, per creare l'era glaciale. Puoi vedere il modello della superficie lunare nel voto polare.


Possiamo rilevare le exo-stagioni?

Osservare gli esopianeti è impegnativo! Quindi, come possiamo mai immaginare di imparare qualcosa sulle loro stagioni? Nell'ultimo decennio, gli astronomi hanno compiuto ampi progressi nella comprensione delle atmosfere dei caldi Giove, comprese le rilevazioni meteorologiche. Ma i Giove caldi sono in rotazione sincrona e quindi non hanno stagioni. Per le osservazioni delle stagioni, dobbiamo spingerci verso l'esterno verso i pianeti su orbite più lunghe, dove l'interazione delle maree con la stella è minima. Ma un'orbita più lunga significa pianeti più freddi. I pianeti più freddi emettono meno radiazioni termiche, il che li rende molto più deboli dei caldi Giove, con spettri di corpo nero che raggiungono il picco a lunghezze d'onda infrarosse più lunghe. Questa popolazione di "Giove caldi", o pianeti delle dimensioni di Giove con temperature comprese tra 500 e 1000 K, è fuori portata per i telescopi attuali. Ma con lo specchio da 6,5 ​​m del James Webb Space Telescope e la sua capacità di osservare a lunghezze d'onda maggiori rispetto ai telescopi attuali, gli astronomi studieranno presto le atmosfere di questa nuova popolazione di esopianeti!

Ma come facciamo a sapere che i Giove caldi sono bloccati in base alle maree? Le interazioni gravitazionali tra una stella e un pianeta su un'orbita ravvicinata rallenteranno la rotazione del pianeta al punto che la sua rotazione è uguale al suo periodo orbitale. Di conseguenza, un lato del pianeta è sempre rivolto verso la sua stella, mentre l'altro lato non è mai illuminato. Il blocco delle maree circola anche l'orbita di un pianeta e rimuove qualsiasi inclinazione rotazionale (obliquità). Conosciamo quindi il periodo di rotazione, l'eccentricità e l'obliquità di un Giove caldo senza alcuna analisi richiesta. I Giove caldi sono meno colpiti da effetti di marea significativi, il che significa che non abbiamo una conoscenza intrinseca di questi parametri. L'autore affronta la parte obliquità di questo problema nell'astrobite di oggi ponendo la domanda: possiamo rilevare e determinare l'obliquità di un Giove caldo e, così facendo, osservare finalmente le stagioni su un esopianeta?

Aspettare! Tempo scaduto! Obliquità, inclinazione rotazionale, stagioni?

Figura 1: La rotazione o l'inclinazione dell'asse della Terra è la ragione delle nostre stagioni. L'emisfero inclinato verso il Sole vive l'estate mentre l'emisfero opposto vive l'inverno. La primavera e l'autunno si verificano quando nessuno dei due emisferi è inclinato verso il Sole, portando a un riscaldamento uguale. (Guida d'oro al tempo da St. Martin's Press)

Oltre ad essere una parola che ti fa guadagnare 23 punti in Scrabble, l'obliquità, o inclinazione rotazionale, di un pianeta controlla la lunghezza e la forza delle stagioni di quel pianeta. La Figura 1 illustra come l'obliquità della Terra di 23 gradi crea cambiamenti stagionali nel corso di un'orbita. L'estate o l'inverno in un emisfero dipende dal fatto che il nostro asse di rotazione sia rivolto rispettivamente verso o lontano dal Sole. Ora immagina la Terra senza inclinazione. Senza inclinazione, non avremmo stagioni. Ma con un'inclinazione maggiore, le nostre stagioni sarebbero più estreme.

Ok capito! Costruiamo un pianeta!

L'autore crea un ipotetico Giove caldo che ha tutte le stesse proprietà di Giove, inclusi lo stesso raggio, massa e periodo di rotazione. Ma invece di orbitare attorno al Sole una volta ogni 5 anni, questo pianeta orbita attorno a una stella simile al Sole ogni 10 giorni, dandogli una temperatura di circa 900K. Utilizzando un modello di circolazione globale (GCM), l'autore simula l'atmosfera di questo caldo Giove a diverse obliquità. L'aspetto delle stagioni su questo caldo Giove è tracciato nella Figura 2 per obliquità di 30 gradi (pannello superiore), 60 gradi (pannello centrale) e 90 gradi (pannello inferiore). Il rapido periodo di rotazione (10 ore) di questo pianeta rispetto al periodo orbitale di 10 giorni fa sì che l'atmosfera elimini la maggior parte del contrasto di temperatura giorno/notte, consentendo all'autore di calcolare la temperatura media sulla longitudine (direzione est-ovest). L'obliquità maggiore è correlata a stagioni più lunghe ed estreme a latitudini più elevate (direzione nord-sud). Per obliquità maggiori di 60 gradi, i poli del caldo Giove diventano più caldi dell'equatore portando a contrasti di temperatura maggiori rispetto al modello di 30 gradi (obliquità simile alla Terra).

Figura 2: Mappa della temperatura media longitudinalmente in funzione della latitudine e del tempo su un'orbita. Il pannello superiore è un caldo Giove con un'obliquità di 30 gradi, il pannello centrale è un'obliquità di 60 gradi e il pannello inferiore ha un'obliquità di 90 gradi. La linea tratteggiata nera rappresenta la posizione del punto subsolare nel tempo. (Dalla Fig. 2 nel giornale di oggi)

Il pianeta ora ha le stagioni, osserviamole

L'articolo analizza innanzitutto le curve di fase di questi ipotetici Giove caldi. Una curva di fase è la curva di luce di un pianeta mentre orbita attorno alla sua stella. In diversi punti della sua orbita, il pianeta emetterà più o meno luce a seconda di quale frazione del lato diurno osserviamo. Poiché il pianeta ha un'orbita di 10 giorni, l'autore osserva che ciò richiederebbe osservazioni continue con JWST per quei 10 giorni. Da questi modelli della curva di fase, l'autore ha notato una degenerazione tra l'obliquità di un Giove caldo e il suo orientamento visivo. La Figura 3 mostra che un pianeta con la stessa obliquità può apparire molto diverso a seconda dell'angolo con cui lo osserviamo. Sommando il flusso totale di questo pianeta in diversi punti della sua orbita, possiamo creare osservazioni della curva di fase. Tuttavia, le curve di fase forniscono solo una mappa del flusso totale 1D del pianeta. Anche con la stessa obliquità, osserveremo diverse quantità di flusso semplicemente a causa del nostro angolo di visione. Le curve di fase da sole non forniscono informazioni sufficienti per misurare l'obliquità e l'angolo di visualizzazione in modo indipendente.

Figura 3: Modelli del caldo Giove visti da diversi orientamenti. Il pannello superiore mostra gli orientamenti del pianeta se dovessimo osservare il pianeta direttamente sopra l'equatore. Il secondo pannello mostra lo stesso pianeta alle obliquità 30, 60 e 90 gradi del pannello superiore, ma ruotando il pianeta verso la nostra linea di vista della metà del valore di obliquità. Il pannello inferiore ruota ancora di più il pianeta verso la nostra linea di vista, dove il nostro angolo di visione è uguale a quello dell'obliquità del pianeta. Ad esempio, l'immagine più in basso a destra ruota il pianeta di 90 gradi rispetto al suo orientamento originale nell'immagine in alto a destra. Questo aggiunge una complicazione al problema, ora abbiamo una degenerazione tra l'obliquità e l'angolo di visione o l'orientamento del pianeta rispetto alla nostra linea di vista. (Dalla Fig. 4 nel giornale di oggi, un filmato di questo può essere trovato qui)

Per rompere questa degenerazione, avremo bisogno di più di una semplice misurazione del flusso totale del pianeta. La mappatura di Eclipse potrebbe essere la soluzione in quanto fornisce una mappa spaziale 2D del lato diurno del pianeta. La Figura 4 (da Majeau et al. 2012) illustra il concetto alla base della mappatura delle eclissi. Quando il pianeta passa dietro la sua stella, le fette del pianeta vengono nascoste nel tempo corrispondenti alla forma dell'eclissi. Studiando la forma di questa eclissi, l'autore conclude che avremo informazioni sufficienti per distinguere tra l'obliquità e gli angoli di visione del pianeta. E JWST dovrebbe avere una precisione sufficientemente elevata per rilevare queste diverse forme.

Figura 4: Il concetto di mappatura dell'eclissi. Quando il pianeta passa dietro la sua stella, sezioni del pianeta si mappano sulle pendici dell'eclissi secondaria. La combinazione di queste informazioni con la profondità dell'eclissi dovrebbe aiutare gli osservatori a distinguere la direzione in cui stiamo osservando il pianeta che stiamo osservando nella Figura 3. (Dalla Fig 1 in Majeau et al. 2012)

Tuttavia, questo articolo esplora le obliquità su un Giove caldo assumendo un'eccentricità e una velocità di rotazione note. La realtà è che questi parametri saranno sconosciuti quando si osserva un vero Giove caldo. Come questo influenzerà le osservazioni presentate è attualmente in fase di studio. Questo documento sottolinea che queste incognite non cancelleranno la nostra capacità di misurare l'obliquità, ma renderanno semplicemente i dati un po' più "interessanti" da analizzare. Con JWST, il futuro sembra essere caldo, o uh, luminoso per i caldi Giove e le eso-stagioni!


Oggi nella scienza: 1° pianeta in orbita attorno a una stella simile al sole

6 ottobre 1995. In questa data, gli astronomi Michel Mayor e Didier Queloz hanno annunciato la scoperta del primo pianeta in orbita attorno a una lontana stella simile al sole. In seguito hanno pubblicato la loro scoperta sulla rivista Natura, in un articolo intitolato semplicemente A Jupiter-Mass Companion to a Solar-type Star.

La stella era 51 Pegasi, situata a circa 50 anni luce di distanza in direzione della nostra costellazione Pegaso il Cavallo Volante. Gli astronomi hanno ufficialmente designato il nuovo pianeta come 51 Pegasi b, secondo la nomenclatura già decisa per i pianeti extrasolari. Il b significa che questo pianeta è stato il primo scoperto in orbita attorno alla sua stella madre. Se vengono trovati altri pianeti per la stella 51 Pegasi, saranno designati c, d, e, f e così via. Finora, questo pianeta è l'unico conosciuto in questo sistema.

Gli astronomi chiamano 51 Pegasi b con altri nomi. Fu soprannominato Bellerofonte dall'astronomo Geoffrey Marcy, che contribuì a confermarne l'esistenza e che seguiva la convenzione di nominare i pianeti in base a figure mitologiche greche e romane. Bellerofonte era una figura della mitologia greca che cavalcava il cavallo alato Pegaso. Successivamente, nel corso del concorso NameExoWorlds, l'Unione Astronomica Internazionale ha chiamato questo pianeta Dimidium – latino per metà, riferendosi alla sua massa di almeno la metà della massa di Giove.

Resta da vedere se gli astronomi accetteranno la raccomandazione del nome della IAU, o se 51 Pegasi b, come tanti oggetti in astronomia, continuerà ad avere più nomi.

51 Pegasi b è stato il primo, ma ora conosciamo migliaia di esopianeti. A partire dal 2019, gli astronomi hanno scoperto più di 4.000 esopianeti.

Ma 51 Pegasi b sarà sempre la prima nota ad orbitare attorno a una stella come il nostro sole.

Cosa sappiamo oggi di 51 Pegasi b, questo mondo il cui posto nella storia astronomica è così sicuro? La sua massa è circa la metà di quella di Giove e si pensa che abbia un diametro maggiore di Giove (il pianeta più grande del nostro sistema solare), nonostante la sua massa più piccola. 51 Pegasi b orbita molto vicino alla sua stella madre, richiedendo solo quattro giorni per orbitare attorno alla sua stella, in contrasto con i 365 giorni della nostra Terra per orbitare attorno al sole e 12 anni per Giove. In altre parole, 51 Pegasi b orbita molto vicino alla sua stella.

È anche noto che questo pianeta è legato alla sua stella secondo le maree, proprio come la nostra luna è bloccata secondo le maree sulla Terra, presentandole sempre la stessa faccia. È ciò che è noto oggi come a Giove caldo.

Le immagini dettagliate che vedi degli esopianeti, come quella all'inizio di questo post, sono sempre concetti di artisti. Anche i più grandi telescopi terrestri non possono vedere i pianeti in orbita attorno a soli lontani con una tale quantità di dettagli. Nella migliore delle ipotesi, attraverso i telescopi terrestri, sembrano puntini. Tuttavia, analizzare gli esopianeti - le loro atmosfere, ad esempio, e il loro potenziale di vita - è una delle principali priorità per la NASA e per molti astronomi negli anni a venire.

Considera che, prima di 51 Pegasi b, la ricerca di esopianeti – mondi oltre il nostro sistema solare – era estremamente difficile. Una volta che gli astronomi hanno iniziato seriamente a cercarli, hanno cercato per decenni prima di trovarne uno. In quasi tutti i casi, gli esopianeti non possono essere visti alla luce delle loro stelle madri e gli astronomi hanno dovuto sviluppare tecnologie intelligenti per scoprirli. Come per molti pianeti extrasolari, 51 Pegasi b è stato trovato usando il metodo della velocità radiale. Clicca qui per saperne di più su come gli astronomi trovano gli esopianeti.

Visualizza ingrandito. | La scoperta epocale del primo esopianeta intorno a una stella simile al sole – 51 Pegasi b– ha indotto gli astronomi a mettere in dubbio ciò che sapevano del nostro universo. Ha lanciato ulteriori ricerche per nuovi mondi. Infografica tramite NASA/JPL-Caltech.

In conclusione: il 6 ottobre 1995, gli astronomi Michel Mayor e Didier Queloz hanno annunciato la scoperta del primo pianeta in orbita attorno a una lontana stella simile al sole. Questo pianeta è designato 51 Pegasi b.


Massa minima in relazione al semiasse maggiore:

Il grafico seguente è una buona illustrazione di Hot-Jupiters:

L'asse X di questo grafico rappresenta il semiasse maggiore, che è la distanza dalla stella al suo pianeta orbitante. L'asse Y rappresenta la massa degli esopianeti, che viene misurata in relazione alla massa di Giove per rendere la scala più rilevante per il problema dei Giove Caldi.

Infine, viene aggiunta una scala di colori, come mostrato sul lato destro del grafico, per rappresentare l'eccentricità orbitale di ciascun pianeta. L'eccentricità orbitale è la quantità di cui l'orbita del pianeta devia da un cerchio corretto. A zero, l'orbita di un pianeta è perfettamente circolare, rappresentata in blu. All'aumentare dell'eccentricità, l'orbita diventa più parabolica, come mostrato in rosso nel grafico 3 sopra.

Nel grafico 3, si possono vedere chiaramente due principali ammassi concentrati di pianeti. Come accennato in precedenza, la maggioranza ha la stessa massa di Giove. Il gruppo in alto a sinistra è costituito da pianeti più caldi, poiché sono molto più vicini alla loro stella. Questi sono i tipici Hot Jupiters e la maggior parte è stata rilevata utilizzando il Metodo di transito. Possiamo anche vedere che quasi tutti questi pianeti sono rappresentati in blu, il che significa che la loro eccentricità orbitale è vicina allo zero, il che implica un'orbita circolare.

Tuttavia, l'altro gruppo di pianeti si trova in una regione molto più fredda, essendo molto più lontano dalla sua stella. Il semiasse maggiore è di circa 1 UA. A differenza del precedente cluster, questo gruppo ha un'eccentricità orbitale mista: vanno da 0 a 0,8, il che significa che tendono ad avere un'orbita più eccentrica. Questi sembrano essere i tipici giganti gassosi, chiamati anche Giove-Analogs, e sono per lo più rilevati dal Velocità radiale metodo, come illustrato nel grafico 4 di seguito.

La differenza di eccentricità tra i due gruppi è impressionante. La maggior parte dei pianeti nel gruppo di sinistra ha orbite perfettamente circolari, mentre quelli nel gruppo di destra sono più vari e tendono ad essere eccentrici. È la differenza del semiasse maggiore tra i due cespi che provoca questa dissomiglianza. I pianeti del gruppo sinistro hanno un semiasse maggiore più piccolo, il che significa che sono più vicini alla loro stella, e quindi bloccato in marea dalla sua enorme attrazione gravitazionale. Un corpo astronomico bloccato dalle maree impiega lo stesso tempo per ruotare attorno al proprio asse come per ruotare attorno al suo partner. Questo fa sì che un lato sia costantemente rivolto verso il corpo del partner. Un primo esempio che illustra questo fenomeno è la Luna, che è bloccata in ordine di marea sulla Terra, poiché ci mostra sempre lo stesso emisfero. Tuttavia, i pianeti sul gruppo di destra non sono bloccati in termini di marea, perché sono troppo lontani dalle loro stelle e quindi ricevono un'attrazione gravitazionale più debole. A 1 UA, rispecchiano la Terra: hanno il momento angolare necessario per orbitare ininterrottamente sulle loro stelle madri, ma non ne sono bloccati in base alle maree.

Il grafico 3 solleva anche una domanda interessante: potrebbero esistere due pianeti di due diversi gruppi nello stesso sistema planetario? In altre parole, un sistema planetario potrebbe contenere sia un Giove Caldo che un Giove Analogo? Finora, solo uno è stata trovata ed è considerata una configurazione rara.

Tuttavia, per rispondere correttamente a questa domanda, dobbiamo migliorare la nostra conoscenza della formazione dei Giove Caldi. Ricordiamo che questi tipi di pianeti sono stati trovati principalmente utilizzando il metodo Transit. Quando un pianeta passa davanti alla sua stella, possiamo misurare efficacemente il suo angolo di inclinazione orbitale. Quando guardiamo le statistiche, vediamo che la maggior parte degli Hot Jupiter lo fa non hanno un'orbita perpendicolare all'asse di rotazione della stella, il che è strano perché è diverso da qualsiasi pianeta del nostro sistema solare. Affinché i pianeti orbitino attorno alle loro stelle su un piano inclinato, si ritiene che si sia verificato un evento o un meccanismo violento. Quindi, gli Hot Jupiters sono stati probabilmente formati da qualche sconosciuto fenomeno drammatico e dinamico che ha "frantumato" interi sistemi di questi pianeti. Ciò implica anche che la teoria della migrazione non spiega tutto sulla formazione dei Giove Caldi, in quanto essi stessi non possono essere i catalizzatori dei meccanismi violenti. Pertanto la probabilità che un solo pianeta si trasformi in un Giove Caldo, mentre un altro pianeta nello stesso sistema rimane intatto, è molto bassa e sarebbe considerata strana. La maggior parte degli Hot Jupiter confermati sono isolati, il che significa che lo sono il singolo pianeta in orbita attorno alle loro stelle. Vivono davvero una vita solitaria.

Ma forse la caratteristica più evidente in questo grafico è la presenza di lacune. Il fatto che non sembriamo trovare alcun pianeta nell'angolo in basso a destra e nell'intervallo inferiore, tra 0,01 massa di Giove, che è dove dovrebbero essere i pianeti terrestri rocciosi, è sorprendente. Se inserissimo i dati dei nostri pianeti, Venere e la Terra si troverebbero nella parte inferiore solitaria e isolata del grafico. Nessuno dei nostri pianeti verrebbe posizionato nel gruppo di sinistra.

Inoltre, c'è anche un grande divario fra i due grumi. È così che è l'universo reale? I pianeti simili alla Terra sono davvero così rari o quello che stiamo vedendo è in realtà un effetto di selezione, influenzato dai nostri metodi di rilevamento?

In verità, il motivo per cui non rileviamo i pianeti nell'angolo in basso a destra non è a causa di un effetto di selezione, ma perché siamo al soglia delle nostre attuali capacità di rilevamento. Consideriamo una piccola massa sul grafico, diciamo 0,03 massa di Giove. Per questa data massa, possiamo vedere che siamo in grado di rilevare gli esopianeti in modo relativamente semplice a breve distanza. Tuttavia, quando aumentiamo la distanza, cioè il semiasse maggiore, i pianeti diventano molto più difficili da rilevare. In effetti, per la nostra massa scelta, sembra che non troviamo alcun pianeta dopo 0,4 UA. Ciò è dovuto all'indebolimento del segnale di ampiezza che il metodo Radial Velocity richiede per rilevare i pianeti. L'indebolimento si verifica perché il segnale richiesto dipende direttamente dal periodo orbitale dell'esopianeta.

La seguente equazione del metodo RV riguarda, per ogni esopianeta, la sua ampiezza e il periodo orbitale (e quindi il semiasse maggiore, poiché entrambi sono direttamente correlati):

  • m_p*peccato(i) è la massa minima fissa dell'esopianeta, espressa in unità di Giove Masses [M_Giove].
  • io è l'angolo di inclinazione dell'orbita del pianeta rispetto al piano tangente alla sfera celeste.
  • K è l'ampiezza del segnale, espressa in metri al secondo [SM]
  • p è il periodo orbitale dell'esopianeta, misurato in anni [anni].

Poiché la massa e l'inclinazione dell'esopianeta sono fisse, possiamo semplificare l'equazione originale e vedere che il prodotto dell'ampiezza e del periodo orbitale è uguale a una costante. Ciò implica una relazione inversamente proporzionale tra le due variabili. Possiamo vederlo come periodo orbitale p aumenta, l'ampiezza K diminuisce. Viceversa, al diminuire del periodo orbitale, l'ampiezza aumenta. Il metodo della velocità radiale non è in grado di rilevare pianeti con un alto valore di semiasse maggiore (cioè un grande periodo orbitale), perché l'ampiezza del segnale diventa molto bassa. Pertanto, con riferimento al Grafico 3, non possiamo rilevare alcun pianeta nella regione da cui vengono emessi segnali di bassa ampiezza. Questo è il motivo per cui molti pianeti sono stati rilevati nell'angolo in alto a sinistra, ma nessuno nell'angolo in basso a destra.

Per poter rilevare i pianeti nell'angolo in basso a destra del grafico, dobbiamo migliorare la sensibilità dei nostri strumenti di misura, in modo che l'ampiezza del segnale possa essere rilevata con maggiore precisione. Abbiamo già compiuto progressi significativi dal rilevamento di 51 Pegasi b, e continuerà a farlo. L'andamento è rappresentato nel Grafico 5 che mostra anche le linee di rilevamento. Le linee di rilevamento corrispondono all'ampiezza K del segnale. Vediamo che ci stiamo effettivamente spostando in diagonale dall'angolo in alto a sinistra all'angolo in basso a destra. Le linee di rilevamento diagonali in alto a sinistra hanno ampiezze maggiori, mentre quelle inferiori ne hanno di più piccole, la più piccola è di circa 1 metro al secondo.


Questo pianeta, CoRoT-7b, è stato il primo mondo roccioso confermato al di fuori del nostro sistema solare, ma non sembra un luogo particolarmente piacevole in cui vivere. È bloccato in marea sulla sua stella madre, vede infernali 4.000 gradi Fahrenheit (2.200 gradi Celsius). Potrebbe anche piovere rocce ed essere il nucleo di un gigante gassoso vaporizzato. [La storia completa]

Il pianeta natale di Luke Skywalker, Tatooine in Star Wars, aveva due soli, ma questo è misero rispetto a un pianeta simile a Giove a 149 anni luce dalla Terra. Questo pianeta ha tre soli, con la stella principale simile in massa al nostro sole. Il sistema a tre stelle è noto come HD 188753. Come Tatooine, il pianeta è probabilmente piuttosto caldo e orbita molto vicino alla stella principale, completando un'orbita ogni 3,5 giorni. [La storia completa]


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