Una nuova ricerca aiuta a spiegare in che modo inclinazioni drammatiche possono influenzare le orbite degli esopianeti.
(Immagine: © Sarah Millholland / NASA / JPL-Caltech)
Molti pianeti alieni attorno a stelle come il nostro sole sono potenzialmente straordinariamente inclinati, portando a drammatiche oscillazioni tra inverni ed estati estremi, secondo un nuovo studio.
NASA Veicolo spaziale Kepler ha rivelato che circa il 30 percento delle stelle simili alla nostra super-Terra del porto del sole. Come suggerisce il nome, le super-terre sono un po 'più grandi della Terra, circa da due a dieci volte la massa terrestre.
Le super-terre finora trovate in genere giacciono relativamente vicino alle loro stelle, impiegando meno di 100 giorni per completare un'orbita, secondo una dichiarazione sul nuovo lavoro. In confronto, Mercurio impiega circa 88 giorni per girare intorno al sole.
Stranamente, molte di queste super-terre si trovano quasi - ma non del tutto - in relazioni naturalmente stabili note come risonanze orbitali, che si verificano quando i corpi in orbita esercitano una regolare influenza gravitazionale l'uno sull'altro. Ad esempio, la risonanza orbitale di Plutone e Nettuno porta Plutone a completare due giri attorno al sole nel tempo impiegato da Nettuno per orbitare tre volte. Al contrario, molte super-terre sono in coppie vicine, ma non in tali risonanze orbitali.
Ora i ricercatori suggeriscono che la potenziale risposta a questo mistero è che tali mondi sono fortemente inclinati. "Se è vero, questo implica che le loro stagioni sono estreme e che il loro clima e climi saranno influenzati anche in modo non banale", ha detto a Space.com l'autore principale dello studio Sarah Millholland, astronoma della Yale University nel Connecticut.
Ricerche precedenti hanno suggerito che quando i pianeti stanno per entrare in risonanza orbitale, l'attrazione gravitazionale delle loro stelle su questi mondi può provocare forze di marea che possono drenare energia dai loro movimenti orbitali, convertendola in calore e impedendo a quei mondi di sincronizzare le loro orbite . Tuttavia, il lavoro precedente ha anche scoperto che tali forze di marea non sono di per sé abbastanza forti da prevenire la risonanza orbitale, i ricercatori hanno detto.
Gli scienziati hanno eseguito simulazioni al computer modellando ciò che accade quando i poli di questi pianeti sono inclinati rispetto alle loro orbite. Hanno scoperto che con inclinazioni assiali elevate, le forze di marea "sono estremamente più efficienti nel drenare l'energia orbitale in calore nei pianeti", Millholland detto nella dichiarazione.
Maggiore è l'inclinazione assiale, maggiore è la variazione della quantità di luce solare che le diverse parti di un pianeta ricevono nel corso dell'anno. L'inclinazione assiale della Terra di circa 23,5 gradi si traduce nelle sue stagioni; L'estrema inclinazione assiale di Urano di 98 gradi lascia il lato invernale del pianeta in completa oscurità per 21 anni e il lato estivo in costante luce diurna per lo stesso periodo di tempo.
"Fino ad ora, il presupposto tipico era che gli esopianeti vicini avessero un'inclinazione assiale pari a zero", ha detto Millholland a Space.com. "Il nostro studio suggerisce il contrario."
Il fenomeno scoperto dagli scienziati può anche portare a quantità straordinarie di riscaldamento in questi esopianeti. Un effetto simile fa sì che la luna di Giove Io "abbia un'attività vulcanica estrema; è la corpo più geologicamente attivo nel sistema solare ", ha detto Millholland.
I ricercatori "non suggeriscono che i poli di spin di tutti gli esopianeti siano fortemente inclinati", ha osservato Millholland. Tuttavia, se ci fosse una frazione significativa, ciò spiegherebbe perché così tante super-terre vicine hanno le orbite rilevate dagli astronomi, ha detto.
Gli scienziati stanno ora analizzando i modi in cui il riscaldamento legato all'elevata inclinazione assiale può influenzare le strutture di questi pianeti, ha affermato Millholland. Gli esopianeti con inclinazioni assiali elevate dovrebbero essere dotati di segni di calore rilevabili da future missioni spaziali, come il James Webb Space Telescope, hanno aggiunto i ricercatori.
Gli scienziati hanno dettagliato le loro scoperte online il 4 marzo sulla rivista Nature Astronomy.
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