Amerykańsko-francuska grupa badaczy przedstawiła wyniki badań porównawczych między systemami planet pozasłonecznych a układami księżyców orbitujących wokół gazowych gigantów Układu Słonecznego.
Liczba planet orbitujących wokół innych gwiazd rośnie w imponującym tempie, przekroczywszy już 800 obiektów, a jeszcze tysiące kandydatów czeka na potwierdzenie. Szczególnie ciekawe są systemy wieloplanetarne, gdyż ich struktura orbitalna i stabilność dynamiczna stanowią wyzwanie dla badań nad powstawaniem układów planetarnych.
Naukowcy – S. R. Kane, N. R. Hinkel i S. N. Raymond – przedstawili analizę porównawczą między wybranymi układami odkrytymi przez misję Kepler i księżycami czterech gazowych gigantów krążących wokół Słońca. Autorzy pracy porównują promienie i półosie wielkie obiektów skalując je względem promieni gwiazdy lub planety macierzystej, analizując także mechanikę i ewolucję dynamiczną wybranych obiektów.
Autorzy przeanalizowali 67 znanych satelitów Jowisza, 62 Saturna, 27 Urana i 13 Neptuna. Zastanawiającą zależność wykazują w zasadzie wszystkie księżyce mające stosunek promienia własnego do promienia planety mniejszy niż 1 do 100, grupując się w dwie grupy obiektów. Wyłamują się z tej reguły nieliczne księżyce Neptuna i krążący wokół Saturna Hyperion. Oddzielną kategorię tworzą większe księżyce, które wykazują pewien wspólny trend – im większy obiekt, tym stosunkowo dalej od planety macierzystej.
Podobną analizę przeprowadzono w przypadku wybranych układów planetarnych odkrytych przez Keplera, oznaczonych numerami 9, 11, 18, 20, 30, 32, 33 i 42. Owe tranzytujące układy planetarne zostały potwierdzone przez pomiary prędkości radialnych i chronometraż tranzytów.
Ciekawym zjawiskiem jest podobna jak w przypadku większych księżyców w Układzie Słonecznym relacja rozmiaru do promienia orbity. Analiza dynamiczna wspomnianych ciał ukazuje także istnienie podobnej relacji między półosiami wielkimi a skalą czasową dyssypacji pływowej (utraty energii w układzie wskutek oddziaływań pływowych) księżyców i planet. Autorzy zwracają uwagę na fakt, że mimo iż istnieje podobna zależność, różnią się jej parametry.
Naukowcy przypuszczają, że podobieństwa w rozkładzie planet, czy księżyców są śladami podstawowych procesów fizycznych zachodzących w trakcie formowania się układów. Autorzy upatrują przyczynę w zjawiskach migracyjnych, a różnice między układami księżyców a planet wynikają z różnic w materiale z jakiego one powstają. Według astronomów, potwierdzenie danych zależności może pomóc przy poszukiwaniu pierwszych egzoksiężyców metodą chronometrażu tranzytów.
Liczba planet orbitujących wokół innych gwiazd rośnie w imponującym tempie, przekroczywszy już 800 obiektów, a jeszcze tysiące kandydatów czeka na potwierdzenie. Szczególnie ciekawe są systemy wieloplanetarne, gdyż ich struktura orbitalna i stabilność dynamiczna stanowią wyzwanie dla badań nad powstawaniem układów planetarnych.
Naukowcy – S. R. Kane, N. R. Hinkel i S. N. Raymond – przedstawili analizę porównawczą między wybranymi układami odkrytymi przez misję Kepler i księżycami czterech gazowych gigantów krążących wokół Słońca. Autorzy pracy porównują promienie i półosie wielkie obiektów skalując je względem promieni gwiazdy lub planety macierzystej, analizując także mechanikę i ewolucję dynamiczną wybranych obiektów.
Autorzy przeanalizowali 67 znanych satelitów Jowisza, 62 Saturna, 27 Urana i 13 Neptuna. Zastanawiającą zależność wykazują w zasadzie wszystkie księżyce mające stosunek promienia własnego do promienia planety mniejszy niż 1 do 100, grupując się w dwie grupy obiektów. Wyłamują się z tej reguły nieliczne księżyce Neptuna i krążący wokół Saturna Hyperion. Oddzielną kategorię tworzą większe księżyce, które wykazują pewien wspólny trend – im większy obiekt, tym stosunkowo dalej od planety macierzystej.
Podobną analizę przeprowadzono w przypadku wybranych układów planetarnych odkrytych przez Keplera, oznaczonych numerami 9, 11, 18, 20, 30, 32, 33 i 42. Owe tranzytujące układy planetarne zostały potwierdzone przez pomiary prędkości radialnych i chronometraż tranzytów.
Ciekawym zjawiskiem jest podobna jak w przypadku większych księżyców w Układzie Słonecznym relacja rozmiaru do promienia orbity. Analiza dynamiczna wspomnianych ciał ukazuje także istnienie podobnej relacji między półosiami wielkimi a skalą czasową dyssypacji pływowej (utraty energii w układzie wskutek oddziaływań pływowych) księżyców i planet. Autorzy zwracają uwagę na fakt, że mimo iż istnieje podobna zależność, różnią się jej parametry.
Naukowcy przypuszczają, że podobieństwa w rozkładzie planet, czy księżyców są śladami podstawowych procesów fizycznych zachodzących w trakcie formowania się układów. Autorzy upatrują przyczynę w zjawiskach migracyjnych, a różnice między układami księżyców a planet wynikają z różnic w materiale z jakiego one powstają. Według astronomów, potwierdzenie danych zależności może pomóc przy poszukiwaniu pierwszych egzoksiężyców metodą chronometrażu tranzytów.
Czytaj więcej:
- Źródło: SOLAR SYSTEM MOONS AS ANALOGS FOR COMPACT EXOPLANETARY SYSTEMS, Kane S.R. i in.
Źródło: Wieńczysław Bykowski
Na zdjęciu: Superkomputer Lonestar znajdujące się na Uniwersytecie w Austin w Teksasie pomógł naukowcom w rozwikłaniu starej tajemnicy związanej z rozkładem ciemnej materii. Źródło: TACC/UT-Austin
(Tekst ukazał się pierwotnie w serwisie Orion, którego zasoby zostały włączone do portalu Urania)
