Tähtitieteilijät arvioivat, että noin neljä miljardia vuotta , aurinkomme poistuu olemassaolonsa pääsekvenssivaiheesta ja siitä tulee punainen jättiläinen. Tämä koostuu siitä, että Auringosta loppuu vety ja se laajenee useita kertoja nykyiseen kokoonsa. Tämä tekee Maasta asumiskelvottomaksi, koska tämä punainen jättiläinen aurinko joko puhaltaa pois Maan ilmakehän (tekee pinnan asumiskelvottomaksi) tai laajenee kuluttaakseen maan kokonaan.
Maapallo selviää monella tapaa helposti näillä ennustetuilla skenaarioilla. Muut planeetat, esim WASP-12b , heillä ei ole ylellisyyttä odottaa miljardeja vuosia, että heidän tähtensä saavuttaa elinikänsä lopun, ennen kuin syö ne. Mukaan a tuore tutkimus Princetonin johtaman astrofyysikkojen ryhmän toimesta tämä Auringon ulkopuolinen planeetta kiihtyy tähteensä kohti ja se kuluu tulikuolemaan vain 3 miljoonan vuoden kuluttua.
Tutkimusryhmä, jonka tulokset ilmestyivät äskettäin 27. joulukuuta 2019 ilmestyneessä numerossa The Astrophysical Journal Letters , johti astrofysiikan opiskelija Samuel W. Yee Princetonin yliopistosta. Häneen liittyi Caltechin jäseniä, UC Berkely Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskus (CfA), MIT:n Kavli Astrofysiikan ja avaruustutkimuksen instituutti , Penn State Exoplaneettien ja asuttavien maailmojen keskus .
Taiteilijan käsitys Jupiterin kokoisesta eksoplaneettasta, joka kiertää suhteellisen lähellä tähteään (alias 'kuuma Jupiter'). Kiitos: NASA/JPL-Caltech)
WASP-12b on noin 1,5 Jupiterin massainen kaasujättiläinen, joka sijaitsee noin 600 valovuoden päässä Aurigan tähdistöstä. Sillä on myös erittäin tiukka, noin 0,0234 AU:n kiertorata, joka on noin 2 % Maan ja Auringon välisestä etäisyydestä, ja yhden kiertoradan suorittamiseen kuluu vain 26 tuntia. Tämä tekee WASP-12b:stä sen, mitä tähtitieteilijät kutsuvat 'kuumaksi Jupiteriksi', melko yleiseksi planeettaluokkaksi, joka on hämmentänyt tähtitieteilijöitä.
Kuten Joshua Winn , Princetonin yliopiston astrofysiikan professori ja yksi artikkelin kirjoittajista, selitti :
'Aina siitä lähtien, kun ensimmäinen 'kuuma Jupiter' löydettiin vuonna 1995 - löytö, joka tunnustettiin tämän vuoden fysiikan Nobel-palkinnolla - olemme ihmetelleet, kuinka kauan tällaiset planeetat voivat selviytyä. Olimme melko varmoja, etteivät ne voi kestää ikuisesti. Planeetan ja tähden välisen voimakkaan gravitaatiovuorovaikutuksen pitäisi saada planeetta kiertymään sisäänpäin ja tuhoutumaan, mutta kukaan ei voinut ennustaa, kuinka kauan tämä kestää. Se voi olla miljoonia vuosia, se voi olla miljardeja tai biljoonia. Nyt kun olemme mitanneet nopeuden ainakin yhden järjestelmän osalta – se on miljoonia vuosia – meillä on uusi käsitys tähtien käyttäytymisestä nestemäisinä kappaleina.
WASP-12b löydettiin vuonna 2008 käyttämällä Kuljetusfotometria , jossa säännölliset kirkkauden pudotukset osoittavat planeetan kulkemista tähden edestä (suhteessa tarkkailijaan). Siitä lähtien peräkkäisten laskujen välinen aika on lyhentynyt 29 millisekuntia vuodessa. Tämän prosessin havaitsi ensimmäisen kerran vuonna 2017 Kishore Patra, tutkimuksen toinen kirjoittaja, joka oli tuolloin MIT:n perustutkinto.
Tähtitieteilijät katsovat tämän johtuvan tämän planeetan ja sen emotähden välisestä gravitaatiovuorovaikutuksesta, mikä aiheuttaa vuorovesihäiriöitä. Nämä häiriöt saavat tähden vääristymään ja värähtelemään, mikä muuttaa planeetan kiertorataenergian vähitellen lämmöksi tähdessä, ja lisäksi kohdistaa planeettaan painovoiman vääntömomentin, joka saa sen rataenergian heikkenemään.
WASP-12b kiertää niin lähellä tähteään, että se kuumenee ennätyslämpötilaan 2250 °C (yli 4000 °F). Luotto: ESA/C Carreau
Yksi ensimmäisistä ihmisistä, jotka ennustivat, että Kuumien Jupiterien kiertorata rappeutuu ja tähti lopulta nielaisi heidät, oli Frederic-suhde , Joseph Cummings fysiikan ja tähtitieteen professori Northwestern Universityssä. Vaikka Rasio ei ollut mukana tässä tutkimuksessa, hän toimii myös toimittajanaThe Astrophysical Journal Lettersja auttoi tutkimuksen julkaisemisessa.
'Olemme kaikki odottaneet lähes 25 vuotta, että tämä vaikutus havaitaan havainnollisesti', hän sanoi. ”Myös kiertoradan rappeutumisen lyhyen aikajanan vaikutukset ovat erittäin tärkeitä. Erityisesti se tarkoittaa, että on oltava paljon enemmän kuumia Jupitereita, jotka ovat jo menneet kokonaan. Kun he saavuttavat Rochen rajan – pyöreällä kiertoradalla olevan kohteen vuorovesihäiriön rajan – heidän verhonsa voivat irrota, jolloin paljastuu kivinen ydin, joka näyttää aivan supermaalta (tai ehkä mini-Neptunukselta, jos ne pystyvät säilyttämään vähän heidän kirjekuorestaan).
Havaintonäytöt olivat välttämättömiä, koska eksoplaneetan kiertoradan lyheneminen voi johtua muustakin kuin kiertoradan rappeutumisesta. Jos esimerkiksi WASP-12b:n rata on erityisen epäkesko (enemmän elliptinen kuin ympyrämäinen), näennäiset muutokset voivat johtua sen kiertoradan suunnan muutoksesta.
Ainoa tapa olla varma on tarkkailla planeetan katoamista tähtensä taakse (tunnetaan nimellä okkultaatio) nähdäksesi, lyhenevätkö nämäkin ajanjaksot. Viimeisten kahden vuoden aikana Yee ja hänen kollegansa keräsivät enemmän tietoa WASP-12b:stä – mukaan lukien uudet peittohavainnot. Spitzer-avaruusteleskooppi – saadakseen paremman käsityksen sen radasta.
Taiteilijan mielikuva 'kuumasta Jupiterista', kaasujättiläisestä, joka kiertää aurinkoaan murto-osassa Maan ja Auringon välistä etäisyyttä. Luotto: ESA/ATG medialab
Tästä he pystyivät keräämään kaasujättiläisen säteittäisnopeustietoja, jotka osoittivat sen kiertoradan olevan rappeutumassa. Kuten Yee selitti :
'Nämä uudet tiedot tukevat voimakkaasti kiertoradan rappeutumisskenaariota, minkä ansiosta voimme lujasti sanoa, että planeetta todellakin on kierteessä kohti tähteään. Tämä vahvistaa pitkäaikaiset teoreettiset ennusteet ja epäsuorat tiedot, jotka viittaavat siihen, että kuumat Jupiterit pitäisi lopulta tuhota tämän prosessin aikana.
Tämä löytö auttaa jo nyt tähtitieteilijöitä ymmärtämään paremmin kuumien Jupiterien elinkaarta, mikä voisi myös auttaa parantamaan ymmärrystämme näiden eksoottisten eksoplaneettojen muodostumisesta. Se voisi myös auttaa tähtitieteilijöitä oppimaan lisää tähtien sisäisestä toiminnasta, koska planeetan kiertoradan kutistumisnopeus paljastaa, kuinka nopeasti sen emotähi haihduttaa kiertoradan energiaa.
Tällä välin tähtitieteilijät toivovat lisää esimerkkejä kuumista Jupitereista nähdäkseen, jakavatko he saman kohtalon. 'Jos löydämme lisää WASP-12b:n kaltaisia planeettoja, joiden kiertoradat ovat rappeutumassa, voimme oppia eksoplaneettojen evoluutiosta ja mahdollisesta kohtalosta', Yee sanoi. 'Vaikka tätä ilmiötä on aiemmin ennustettu läheisille jättiläisplaneetoille, kuten WASP-12b, tämä on ensimmäinen kerta, kun havaitsemme tämän prosessin toiminnassa.'
Lisälukemista: Princeton