Astronomi

Om en het Jupiter kolliderar med moderstjärnan, förbättrar eller minskar den stjärns livslängd?

Om en het Jupiter kolliderar med moderstjärnan, förbättrar eller minskar den stjärns livslängd?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Anta att en het Jupiter kolliderar i moderstjärnan på grund av tidvattenkraft, blir stjärnans livslängd längre på grund av extra väte eller blir den kortare på grund av extra massa?


Det korta svaret är Pelas kommentar: mer massa är lika med kortare livslängd.

För en lite längre förklaring ...

Det enda sättet som stjärnans liv kan förlängas är om det nya materialet kan transporteras till kärnan. Detta kräver konvektion. De flesta stjärnor är inte helt konvektiva och har olika lager av antingen konvektiva eller strålningszoner. Nettoeffekten av kollisionen i detta fall är att helt enkelt lägga till mer massa till stjärnan som helhet utan att lägga till något nytt bränsle i kärnan (eller ett brinnande skal); ergo, kortare livslängd.

Men vissa stjärnor har (eller kan) ha helt konvektiva steg, till exempel huvudsekvenser av mycket små (aka röd dvärg) stjärnor och mycket stora stjärnor med tillräckligt många metaller för en dominerande CNO-cykel. Så i en sådan situation skulle materialet från den kolliderande kroppen transporteras till (och från) kärnan och ge mer bränsle att bränna. Emellertid har stjärnan fortfarande samma, ökade massa, oavsett var den "nya massan" för närvarande är inne i stjärnan, vilket resulterar i högre kärntemperatur. Nettoeffekten av denna är att ökningen till fusionshastigheten överstiger den proportionella massökningen. Så kortare livslängd.

Den grundläggande regeln här är att kärntemperaturerna dikteras av stjärnans tyngdkraft, vilket dikteras av massan (och några andra GR-bidrag, men vanligtvis huvudsakligen massa). Ju mer massa desto djupare är brunnen. Så att lägga till mer massa betyder bara att kärnan (och områdena nära den) ligger i en djupare gravitationskälla, vilket innebär att temperaturerna går upp. Stellar fusionsreaktionshastigheter är ungefär icke-linjära polynomer i temperaturen; vissa går så långt som att vara proportionella mot $ T ^ {40} $, den 40: e effekten av temperaturen! Det är denna icke-linjäritet som resulterar i det korta svarets grundläggande relation: mer massa är lika med kortare livslängd. Att öka massan med en viss proportion ökar fusionshastigheterna med en (mycket) större andel.


Extremt hett och otroligt nära: Hur heta Jupiters trotsar teorin

Paul Sutter är gästforskare vid The Ohio State University's Center for Cosmology and Astro-Particle Physics (CCAPP). Sutter är också värd för podcasts "Fråga en rymdman" och "RealSpace, "och YouTube-serien"Utrymme i ditt ansikte."

Som vanligt trodde vi att vi hade allt klart. Ser du den gasjätten där ute i det yttre solsystemet? Det föddes där. Det kommer att tillbringa hela sitt liv där, och det kommer att dö där. Visst att det kan vicka runt några hundra miljoner år & mdash vem gör det inte? & mdash men i stort sett rör sig planeter inte.

Överraskning: Planeter rör sig. Och inte bara lite. De rör sig mycket. Över hela stället. I själva verket, i början av ett solsystems bildande, är planeterna lite otrevliga: små småbarn som snubblar runt under foten. Men det var inte förrän vi började observera planeter i andra solsystem ("extrasolära planeter" eller "exoplaneter" för astronomen på resande fot) att vi verkligen märkte detta faktum.


Jätteplaneter runt ungstjärna väcker frågor om hur planeter bildas

Forskare har identifierat en ung stjärna med fyra Jupiter- och Saturnstorleksplaneter i omloppsbana, första gången så många massiva planeter har upptäckts i ett så ungt system. Systemet har också satt ett nytt rekord för det mest extrema utbudet av banor som hittills har observerats: den yttersta planeten är mer än tusen gånger längre bort från stjärnan än den innersta, vilket väcker intressanta frågor om hur ett sådant system kan ha bildats.

Stjärnan är bara två miljoner år gammal - ett "småbarn" i astronomiska termer - och omges av en enorm skiva av damm och is. Denna skiva, känd som en protoplanetär skiva, är där planeter, månar, asteroider och andra astronomiska föremål i stjärnsystem bildas.

Stjärnan var redan känd för att vara anmärkningsvärd eftersom den innehåller den första så kallade heta Jupiter - en massiv planet som kretsar mycket nära sin moderstjärna - som har upptäckts kring en sådan ung stjärna. Även om heta Jupiters var den första typen av exoplanet som upptäcktes, har deras existens länge förbryllat astronomer eftersom de ofta anses vara för nära sina moderstjärnor för att ha bildats in situ.

Nu har ett forskargrupp under ledning av University of Cambridge använt Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) för att söka efter planetens "syskon" till denna spädbarn heta Jupiter. Deras bild avslöjade tre distinkta luckor på skivan, som enligt deras teoretiska modellering sannolikt orsakades av ytterligare tre gasjättplaneter som också kretsade kring den unga stjärnan. Deras resultat rapporteras i The Astrophysical Journal Letters.

Stjärnan, CI Tau, ligger cirka 500 ljusår bort i en mycket produktiv stjärn- "plantskola" -region i galaxen. Dess fyra planeter skiljer sig mycket åt i sina banor: den närmaste (den heta Jupiter) ligger inom motsvarigheten till Merkurius bana, medan de längsta banorna på ett avstånd som är mer än tre gånger större än Neptuns. De två yttre planeterna handlar om massan av Saturnus, medan de två inre planeterna är omkring en respektive tio gånger Jupiters massa.

Upptäckten väcker många frågor för astronomer. Cirka 1% av stjärnorna är heta Jupiters, men de flesta kända heta Jupiters är hundratals gånger äldre än CI Tau. "Det är för närvarande omöjligt att säga om den extrema planetariska arkitekturen som ses i CI Tau är vanlig i heta Jupiter-system eftersom det sätt som dessa syskonplaneter upptäcktes - genom sin effekt på den protoplanetära skivan - inte skulle fungera i äldre system som ingen längre har en protoplanetär skiva, säger professor Cathie Clarke från Cambridge Institute of Astronomy, studiens första författare.

Enligt forskarna är det också oklart om syskonplaneterna spelade en roll för att driva den innersta planeten in i sin extremt nära bana, och om detta är en mekanism som fungerar för att göra heta jupiter i allmänhet. Och ett ytterligare mysterium är hur de yttre två planeterna alls bildades.

"Planetformationsmodeller tenderar att fokusera på att kunna göra de typer av planeter som redan har observerats, så nya upptäckter passar inte nödvändigtvis modellerna", säger Clarke. "Saturnusmassplaneter ska bildas genom att först ackumulera en fast kärna och sedan dra in ett gasskikt ovanpå, men dessa processer ska vara mycket långsamma på stora avstånd från stjärnan. De flesta modeller kommer att kämpa för att skapa planeter av detta massa på detta avstånd. "

Uppgiften framåt blir att studera detta förbryllande system vid flera våglängder för att få fler ledtrådar om skivans och dess planets egenskaper. Under tiden kommer ALMA - det första teleskopet med förmågan att avbilda planeter under tillverkning - sannolikt att kasta ut ytterligare överraskningar i andra system, och omforma vår bild av hur planetens system bildas.


Planet 'uppfostrad' av fyra föräldrastjärnor

Att växa upp som en planet med mer än en moderstjärna har sina utmaningar. Även om planeterna i vårt solsystem kretsar bara en stjärna - vår sol - andra mer avlägsna planeter, som kallas exoplaneter, kan uppfödas i familjer med två eller flera stjärnor. Forskare som vill veta mer om komplexa influenser av flera stjärnor på planeter har kommit med två nya fallstudier: en planet som har tre föräldrar och en annan med fyra.

Upptäckten gjordes med hjälp av instrument monterade på teleskop vid Palomar Observatory i San Diego: Robo-AO adaptivt optiksystem, utvecklat av Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics i Indien och California Institute of Technology i Pasadena, och PALM -3000 adaptivt optiksystem, utvecklat av NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien och Caltech.

Det är bara andra gången en planet har identifierats i ett fyrfaldigt stjärnsystem. Medan planeten var känd förut, trodde man att den bara hade tre stjärnor, inte fyra. Den första fyrstjärniga planeten, KIC 4862625, upptäcktes 2013 av medborgarforskare som använde offentliga data från NASA: s Kepler-uppdrag.

Den senaste upptäckten antyder att planeter i fyrdubbla stjärnsystem kan vara mindre sällsynta än man en gång trodde. I själva verket har ny forskning visat att denna typ av stjärnsystem, som vanligtvis består av två par tvillingstjärnor som långsamt kretsar kring varandra på stora avstånd, är i sig själv vanligare än man tidigare trott.

"Cirka fyra procent av stjärnorna av soltyp finns i fyrdubblarsystem, vilket är högre än tidigare uppskattningar eftersom observationsteknikerna ständigt förbättras", säger medförfattare Andrei Tokovinin från Cerro Tololo Inter-American Observatory i Chile.

Det nyfunna fyrstjärniga planetsystemet, kallat 30 Ari, ligger 136 ljusår bort i konstellationen Väduren. Systemets gasplanet är enorm, med 10 gånger Jupiters massa, och den kretsar om sin primära stjärna var 335 dagar. Den primära stjärnan har en relativt nära partnerstjärna, som planeten inte kretsar kring. Detta par är i sin tur låst i en långdistansbana med ett annat stjärnorpar cirka 1 670 astronomiska enheter borta (en astronomisk enhet är avståndet mellan jorden och solen). Astronomer tycker att det är mycket osannolikt att denna planet, eller några månar som kan cirkulera över den, skulle kunna upprätthålla livet.

Om det var möjligt att se himlen från den här världen, skulle de fyra moderstjärnorna se ut som en liten sol och två mycket ljusa stjärnor som skulle vara synliga i dagsljus. En av dessa stjärnor, om de ses med ett tillräckligt stort teleskop, skulle avslöjas som ett binärt system, eller två stjärnor som kretsar om varandra.

Under de senaste åren har dussintals planeter med två eller tre föräldrastjärnor hittats, inklusive de med "Tatooine" solnedgångar som påminner om Star Wars-filmerna. Att hitta planeter med flera föräldrar är inte för mycket överraskande, med tanke på att binära stjärnor är vanligare i vår galax än enstaka stjärnor.

"Stjärnsystem finns i otaliga former. Det kan finnas enstaka stjärnor, binära stjärnor, tredubbla stjärnor, till och med femfaldiga stjärnsystem", säger Lewis Roberts på JPL, huvudförfattare till de nya fynden som visas i Astronomisk tidskrift. "Det är fantastiskt hur naturen sätter ihop dessa saker."

Roberts och hans kollegor vill förstå effekterna som flera föräldrastjärnor kan ha på deras utvecklande ungdomliga planeter. Bevis tyder på att stjärnkamrater kan påverka planets öde genom att ändra planetenes banor och till och med få vissa att växa mer massiva. Till exempel kan de "heta jupiterna" - planeter runt massan av Jupiter som piskar tätt runt sina stjärnor på bara några dagar - försiktigt knuffas närmare sin primära moderstjärna av en stjärnkamrats gravitation.

I den nya studien beskriver forskarna att använda det automatiska Robo-AO-systemet på Palomar Observatory för att skanna natthimlen och söka hundratals stjärnor varje natt efter tecken på stjärnkamrater. De hittade två kandidater som är värd för exoplaneter: fyrstjärnssystemet 30 Ari och ett trippelstjärnigt planetsystem kallat HD 2638. Resultaten bekräftades med hjälp av PALM-3000-instrumentet med högre upplösning, också vid Palomar Observatory.

Den nya planeten med en trio av stjärnor är en het Jupiter som cirklar sin primära stjärna tätt och avslutar ett varv var tredje dag. Forskare visste redan att denna primära stjärna var låst i en gravitationstango med en annan stjärna, cirka 0,7 ljusår borta, eller 44 000 astronomiska enheter. Det är relativt långt ifrån varandra för ett par stjärnkamrater. Den senaste upptäckten är av en tredje stjärna i systemet, som kretsar kring den primära stjärnan på ett avstånd av 28 astronomiska enheter - tillräckligt nära för att ha påverkat den heta Jupiters utveckling och slutliga omlopp.

"Detta resultat stärker sambandet mellan flera stjärnsystem och massiva planeter", säger Roberts.

När det gäller Ari 30 förde upptäckten antalet kända stjärnor i systemet från tre till fyra. Den fjärde stjärnan ligger på ett avstånd av 23 astronomiska enheter från planeten. Medan denna stjärnkamrat och dess planet är närmare varandra än de i HD 2638-systemet verkar den nyfunna stjärnan inte ha påverkat planetens omlopp. Den exakta anledningen till detta är osäker, så teamet planerar ytterligare observationer för att bättre förstå stjärnans bana och dess komplicerade familjedynamik.

JPL hanteras för NASA av California Institute of Technology i Pasadena.


Innovativ teknik gör det möjligt för forskare att lära sig mer om svårfångad exoplanet Tau Bootis b

Konstnärens intryck visar exoplaneten Tau Boötis f. Detta var en av de första exoplaneterna som upptäcktes 1996, och det är fortfarande ett av de närmaste planetsystem som hittills varit kända. Astronomer som använder ESO: s Very Large Telescope har nu fångat och studerat det svaga ljuset från planeten Tau Boötis b för första gången. Genom att använda ett smart observationstrick finner teamet att planetens atmosfär verkar vara svalare högre upp, tvärtom vad man förväntade sig. Kredit: ESO / L. Calçada

För första gången har en ny teknik gjort det möjligt för astronomer att studera atmosfären på en exoplanet i detalj - även om den inte passerar framför sin moderstjärna. Ett internationellt team har använt ESO: s Very Large Telescope för att direkt fånga den svaga glödet från planeten Tau Bo & # 246tis b och lösa ett 15-årigt problem. Teamet finner också att planetens atmosfär verkar vara svalare högre upp, annorlunda än förväntat.

Planeten Tau Bootis b var en av de första exoplaneterna som upptäcktes 1996 och är fortfarande en av de närmaste kända exoplaneterna. Även om dess moderstjärna är lätt synlig med blotta ögat, är det verkligen inte själva planeten, och hittills kunde den bara detekteras av dess gravitationella effekter på stjärnan. Tau Bootis b är en stor "het Jupiter" planet som kretsar mycket nära sin moderstjärna.

Liksom de flesta exoplaneter passerar inte denna planet skivan från sin stjärna (som den senaste transiteringen av Venus). Hittills var sådana genomgångar viktiga för att möjliggöra studier av heta Jupiter-atmosfärer: när en planet passerar framför sin stjärna trycker den in atmosfärens egenskaper på stjärnljuset. Eftersom inget stjärnljus skiner genom Tau Bootis atmosfär mot oss betyder detta att planetens atmosfär inte kunde studeras tidigare.

Denna animation visar hur ett system skulle se ut när lutningen varieras. För Tau Bootis mäts en lutning på 44 grader. Observera att animeringen inte är skalbar: storleken på planeten är överdriven. Kredit: ESO / L. Calcada

Men nu, efter 15 års försök att studera den svaga glöd som släpps ut från heta Jupiter-exoplaneter, har astronomer äntligen lyckats på ett tillförlitligt sätt undersöka strukturen i atmosfären i Tau Bootis b och härleda dess massa noggrant för första gången. Teamet använde CRIRES-instrumentet på Very Large Telescope (VLT) vid ESO: s Paranal Observatory i Chile. De kombinerade högkvalitativa infraröda observationer (vid våglängder cirka 2,3 mikron) med ett smart nytt trick för att reta ut den svaga signalen från planeten från den mycket starkare från moderstjärnan.

Ledande författare till studien Matteo Brogi (Leiden observatorium, Nederländerna) förklarar: "Tack vare de högkvalitativa observationer som tillhandahålls av VLT och CRIRES kunde vi studera systemets spektrum mycket mer detaljerat än vad som tidigare varit möjligt. Endast cirka 0,01% av ljuset vi ser kommer från planeten, och resten från stjärnan, så det var inte lätt ".

I denna animation är planeten, dess bana och dess stjärna ungefär skalbar och lutningen för banan är som vi ser den från jorden. Kredit: ESO / L. Calcada

Majoriteten av planeterna kring andra stjärnor upptäcktes av deras gravitationseffekter på deras moderstjärnor, vilket begränsar informationen som kan samlas om deras massa: de tillåter bara en nedre gräns att beräknas för en planetens massa. Den nya tekniken som banat väg för här är mycket kraftfullare. Att se planetens ljus direkt har gjort det möjligt för astronomerna att mäta vinkeln på planetens bana och därmed räkna ut dess massa exakt. Genom att spåra förändringarna i planetens rörelse när den kretsar kring sin stjärna har laget för första gången pålitligt bestämt att Tau Bootis b kretsar sin värdstjärna i en vinkel på 44 grader och har en massa sex gånger den för planeten Jupiter i vår eget solsystem.

"De nya VLT-observationerna löser det 15 år gamla problemet med massan av Tau Bootis b. Och den nya tekniken innebär också att vi nu kan studera atmosfären hos exoplaneter som inte passerar sina stjärnor, samt att mäta deras massor exakt , vilket var omöjligt förut ”, säger Ignas Snellen (Leiden Observatory, Nederländerna), medförfattare till tidningen. "Det här är ett stort steg framåt."

Förutom att upptäcka atmosfärens glöd och mäta Tau Bootis b-massa, har teamet undersökt atmosfären och mätt mängden närvarande kolmonoxid, liksom temperaturen i olika höjder genom en jämförelse mellan observationerna och de teoretiska modellerna . Ett överraskande resultat från detta arbete var att de nya observationerna indikerade en atmosfär med en temperatur som faller högre upp. Detta resultat är exakt motsatsen till temperaturinversionen - en ökning av temperaturen med höjden - som hittats för andra heta Jupiter-exoplaneter.

VLT-observationerna visar att högupplöst spektroskopi från markbaserade teleskop är ett värdefullt verktyg för en detaljerad analys av icke-transiterande exoplaneters atmosfär. Upptäckten av olika molekyler i framtiden gör det möjligt för astronomer att lära sig mer om planetens atmosfäriska förhållanden. Genom att göra mätningar längs planetens bana kan astronomer till och med kunna spåra atmosfärsförändringar mellan planetens morgon och kväll.

"Denna studie visar den enorma potentialen för nuvarande och framtida markbaserade teleskop, såsom E-ELT. Kanske kan vi till och med en dag hitta bevis för biologisk aktivitet på jordliknande planeter på detta sätt", avslutar Ignas Snellen.


Upptäcka vattenånga på en "het Jupiter" runt Tau Bootis

För första gången har ett team av amerikanska astronomer använt nära-infraröd spektroskopi för att direkt upptäcka vattenånga i atmosfären på en gasjättplanet i nära omloppsbana runt Tau Bootis --- en ljus stjärna i Bootes som till och med kan ha hjälpt Odysseus hemma från Troy.

Men inte ens Odysseus kunde ha föreställt sig att spektroskopi från 2000-talet skulle reta data från den helvetes heta atmosfären på en 3,8 Jupiter-massplanet runt en stjärna bara 50 ljusår från jorden.

Vatten har detekterats i atmosfären på flera extrasolära planeter med hjälp av andra tekniker. Emellertid är denna detektering via termisk emission, som rapporterats i The Astrophysical Journal Letters, gör det möjligt för astronomer att direkt karaktärisera atmosfären hos sådana ”heta jupiter”.

Konstnärens uppfattning om en het Jupiter extrasolar planet som kretsar kring en stjärna som liknar Tau Boötis. . [+] Kredit: Bildtillstånd från David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

"Den här upptäckten av vatten på Tau Bootis b är helt underbar", säger den långvariga extrasolar planetjägaren Geoff Marcy, en astronom vid University of California i Berkeley, som tillsammans med astronomen Paul Butler först upptäckte planeten 1996.

Och det är desto mer "otroligt", säger Marcy, med tanke på att för bara 18 år sedan tyckte han och kollegor det fortfarande "ett mirakel" att indirekt kunna upptäcka sådana extrasolära Jupiter-massplaneter, mycket mindre studera deras atmosfärer.

Penn State University-astronom Chad Bender, en av tidningens medförfattare, säger att detta är första gången någon upptäcker vatten på en icke-transiterande planet. Det vill säga en planet som har sin atmosfär sonderad av bakgrundsglöd från sin moderstjärna.

Det är viktigt, säger Bender, eftersom befolkningen i icke-transiterande extrasolära planeter är mycket större än de som från vår sikt ser ut att passera över deras moderstjärnors ansikte.

2011 använde Bender och kollegor Keck II 10,2 meter teleskop ovanpå Mauna Kea på Hawaii för att ta spektra av planeten på fem separata nätter.

"Vi tog blandade spektra från både stjärnan och planeten," sa Bender. ”Tricket var att separera de kemiska signaturerna i de spektra --- de som tillhörde stjärnan och de som tillhörde planeten.”

Eftersom planeten är ungefär 10 000 gånger svagare än stjärnan, säger Bender, överväger stjärnans ljus helt planetens spektra. Men han säger att det nära infraröda spektrumet han och kollegor tog gjordes i hög upplösning vilket gjorde det möjligt för teamet att upptäcka flera molekylära spektra som, i det här fallet, inkluderade vatten.

Bender betonade att de spektra de fick inte var från planetens albedo (eller reflekterat ljus från dess moderstjärna), utan snarare ljus som genererades från planetens atmosfäriska värme, eftersom det kretsar om sin moderstjärna Tau Bootis en gång var 3: e dag.

Förhoppningen är att astronomer kommer att kunna använda samma teknik för att ta spektra av mycket svalare planeter som inte är låsta i så snäva banor runt sina moderstjärnor.

Men är det möjligt att verkligen ta spektra av mycket kallare planeter som inte är låsta i snäva banor runt sina föräldrar?

"Att observera jordliknande planeter i den beboeliga zonen kommer att bli svårt eftersom de kommer att ha atmosfärer vid jordliknande temperaturer", säger Bender. ”Det betyder att kontrasten mellan planeten och stjärnan är väldigt extrem --- ungefär tio storleksordningar i skillnad.”

Det, säger Bender, kommer åtminstone att kräva nästa generation av stora teleskop, till exempel NASA: s schemalagda James Webb Space Telescope (JWST) eller Caltech's Thirty Meter Telescope (TMT), en planerad markbas.

Således, även om vatten verkar vara allestädes närvarande, medger Benders att tekniken fortfarande har en lång väg att gå innan den kommer att vara känslig för jordar i en beboelig zon, där flytande vatten skulle finnas.

Men som Marcy konstaterar: ”Denna upptäckt påminner oss om att väte och syre finns så mycket i universum att H2O måste finnas allestädes närvarande. Med tanke på att vatten är livets 'sinus qua non' lovar detta bra för möjligheten för andra kritiker som drömmer om galaktisk resa och utforskning. "


Jätte "heta jupiter" kan växa ännu större med åldern

Jätteplaneter som kretsar nära sina stjärnor kan växa ännu större när de åldras, finner en ny studie.

Detta resultat kan belysa hur planeter interagerar med sina stjärnor, säger forskare.

Under de senaste två decennierna har astronomer bekräftat att det finns mer än 3400 världar utanför jordens solsystem. Dessa upptäckter har avslöjat att några av dessa exoplaneter, som "heta Jupiters" - gasjättar som kretsar kring deras stjärnor närmare än kvicksilver gör solen - skiljer sig mycket från de som ses i jordens solsystem. [Extremt hett och otroligt nära: Hur heta Jupiters trotsar teorin]

Tidigare forskning har funnit ett växande antal exoplaneter som är större än förväntat baserat på teoretiska modeller för planetformation och evolution. Det kan vara så att dessa planeter inte är födda extra stora utan istället puffar upp som luftballonger på grund av värme som strålar ut från deras stjärnor.

"Storleken på en gasjätteplanet bestäms främst av värmen i planets djupa inre, och eftersom dessa planeter inte genererar [ny] värme internt, skulle du förvänta dig att de svalnar och dras samman med tiden", säger studieledningen författaren Joel Hartman, astronom vid Princeton University. "Det enda sättet de kan bli större över tiden är om en del av strålningsenergin från stjärnan på något sätt tar sig djupt in i planeten och värmer den."

För att hjälpa till att lösa detta mysterium undersökte forskare två nyfunna heta Jupiters med namnet HAT-P-65b och HAT-P-66b. De upptäcktes med hjälp av det ungerskt tillverkade automatiserade teleskopnätverket (HATNet) i Arizona och Hawaii. Dessa exoplaneter ligger cirka 2745 respektive 3025 ljusår från jorden. Båda kretsar stjärnor som är drygt 1,2 gånger solens massa, och dessa exoplaneter kretsar sina stjärnor på avstånd cirka 10 gånger så nära som kvicksilver gör solen.

Även om HAT-P-65b och HAT-P-66b bara är cirka 0,5 och 0,8 gånger Jupiters massa, är de ungefär 1,9 och 1,6 gånger diametern på Jupiter, vilket innebär att dessa planeter är ovanligt svullna för sin massa. De är bland de största heta jupiterna som är kända. Forskarna jämförde dessa förstorade gasjättar med mer än 200 andra exoplaneter som kretsar nära deras stjärnor.

Forskarna fann att överdimensionerade exoplaneter ofta ligger runt äldre stjärnor. Till exempel är HAT-P-65b och HAT-P-66b cirka 5,46 miljarder och 4,66 miljarder år gamla, och deras stjärnor är cirka 84 respektive 83 procent under deras livslängd.

Stjärnor växer ljusare när de närmar sig slutet av sin tid på "huvudsekvensen" - det vill säga de mest stabila delarna av dessa stjärnor. Forskarna föreslår att när stjärnorna blir äldre, blåser de upp planeter som kretsar nära dem.

"Heta jupiter blir uppenbarligen större när de åldras", sa Hartman till Space.com.

Hittills hade forskare inte övertygande bevis för att heta Jupiters faktiskt blev större med tiden, i motsats till möjligheten att forskare tittade på heta Jupiters som helt enkelt föddes större än förväntat, sa Hartman. Detta nya resultat "har stora konsekvenser för vår förståelse av hur planeter bildas, hur de utvecklas över tiden och de fysiska processer som spelas inuti dessa planeter", sa han.

I framtiden, sa Hartman, skulle han vilja undersöka exoplaneterna från stjärnor som har åldrats från huvudsekvensen (livets längsta stadium för en stjärna) för att bli uppblåsta, jättestjärnor.

"Jag skulle gärna se om gasjättar på breda banor, som vår egen Jupiter, blir extremt uppblåsta när de värms upp avsevärt av värden," sa Hartman. Detta skulle låta forskare veta hur snabbt planeter reagerar på förändringar i stjärnstrålning, sa han.

Forskarna redogjorde för sina resultat i decembernumret av tidskriften Astronomical Journal.

Redaktörens anmärkning: Denna artikel uppgav tidigare att dessa uppblåsta heta Jupiters båda har massor som är lika med cirka 1,2 gånger solens massa. Det är exoplaneternas moderstjärnor som är 1,2 gånger solens massa.


Astronomer undersöker "förångar" planeten runt stjärnan i närheten med Hobby-Eberly-teleskopet

(Phys.org) - Astronomer från University of Texas i Austin och Wesleyan University har använt Hobby-Eberly Telescope vid UT Austin & # 146s McDonald Observatory för att bekräfta att en Jupiter-storlek planet i ett närliggande solsystem löser sig, om än obehagligt långsamt på grund av interaktioner med moderstjärnan. Deras resultat kan hjälpa astronomer att bättre förstå stjärn-planet-interaktioner i andra stjärnsystem som kan involvera liv.

Verket kommer att publiceras i den 1 juni upplagan av The Astrophysical Journal i en uppsats som leds av postdoktor vid Wesleyan University Adam Jensen. Teamet består av astronomer Michael Endl och Bill Cochran från University of Texas, samt professor Wesleyan Seth Redfield.

Stjärnan, HD 189733, ligger cirka 63 ljusår bort i stjärnbilden Vulpecula, den lilla räven.

År 2010 studerade ett annat team denna stjärna i ultraviolett ljus med Hubble Space Telescope och upptäckte att dess planet (kallad HD 189733b) släpper ut väte i rymden.

& # 160Texas-Wesleyan-studien visar att denna strömmande vätgas studerade i ett annat våglängdsområde av ett av världens största markbaserade teleskop & # 151 är mycket hetare än någon visste. Denna temperatur är viktig: Den indikerar att de våldsamma bloss som denna stjärna kastar ut interagerar med planetens atmosfär.

& # 160 Medan denna planet inte anses vara ett hem för livet, kan sådana studier hjälpa astronomer att förstå hur interaktioner mellan "föräldrar" och deras "barn" planeter kan påverka livet som kan uppstå i andra stjärnsystem.

& # 160 "En dag kommer vi att använda liknande tekniker för att sondra atmosfären på mindre, jordliknande planeter," sa University of Texas 'Endl. "Jag tror att framstegstakten är fantastisk, minst sagt. För tjugo år sedan visste vi inte riktigt om några exoplaneter, och nu undersöker vi och studerar deras atmosfärer."

& # 160Planeten HD 189733b är inte som jorden & # 151 den är en gasjätt 20 procent tyngre än Jupiter som kretsar 10 gånger så nära sin moderstjärna som kvicksilver gör mot vår sol, en exotisk typ av planetastronomer har kallat en "het" Jupiter."

& # 160 Hittills har astronomer upptäckt nästan 700 planeter som kretsar stjärnor i vår galax (med miljarder misstänkta), men de har testat atmosfären hos bara en handfull med rymdteleskop och de största markbaserade teleskopen som Hobby-Eberly-teleskopet (HET).

& # 160Studier av denna planets atmosfär är möjliga eftersom den passerar framför sin moderstjärna sett från jorden.

& # 160 & # 147Varje gång planeten passerar framför stjärnan, sade Redfield, & # 147planeten blockerar en del av stjärnans ljus. Om planeten inte har någon atmosfär kommer den att blockera samma mängd ljus vid alla våglängder. Men om planeten har en atmosfär, kommer gaser i sin atmosfär att absorbera lite extra ljus. & # 148 Passagerna kallas passager.

& # 160 År 2007 som postdoktor vid McDonald Observatory meddelade Redfield att han hade hittat natrium i denna planetens atmosfär. Det tillkännagivandet baserades på hundratals HET-observationer spridda över ett år, tagna både med planeten framför stjärnan ("in-transit") och när planeten inte var. Att subtrahera det senare från det förstnämnda gav planetens "överföringsspektrum."

& # 160Astronomer bestämmer spektrumet för en stjärna eller planet när de sprider ut det teleskopssamlade ljuset i dess komponentvåglängder & # 151 en mer sofistikerad version av att passera ljus genom ett prisma för att producera en regnbåge. Spektrumet är som en streckkod som astronomer kan läsa för att bestämma objektets kemiska sammansättning, temperatur, hastighet och rörelseriktning.

& # 160Idag studerar Redfields postdoktor, Adam Jensen, samma uppsättning teleskopobservationer och många fler tillagda av Endl under de mellanliggande åren.

& # 160 Att bestämma spektrumet för en transiterande planet, än mindre att kunna avkoda det, är en svår bedrift. När denna planet passerar framför sin moderstjärna, blockerar den bara 2,5 procent av stjärnans totala ljus, plus ytterligare 0,3 procent för planetens atmosfär. Att reta ut 0,3 procent och avkoda det är målet.


Astronomer upptäcker & # 039solskärmsnö & # 039 faller på het exoplanet

UNIVERSITY PARK, Pa. — Astronomers at Penn State have used the Hubble Space Telescope to find a blistering-hot giant planet outside our solar system where the atmosphere "snows" titanium dioxide — the active ingredient in sunscreen. These Hubble observations are the first detections of this "snow-out" process, called a "cold trap," on an exoplanet. This discovery, and other observations made by the Penn State team, provide insight into the complexity of weather and atmospheric composition on exoplanets, and may someday be useful for gauging the habitability of Earth-size planets.

"In many ways, the atmospheric studies we're doing now on these gaseous 'hot Jupiter' kinds of planets are test beds for how we're going to do atmospheric studies of terrestrial, Earth-like planets," said Thomas Beatty, assistant research professor of astronomy at Penn State and the lead author of the study. "Understanding more about the atmospheres of these planets and how they work will help us when we study smaller planets that are harder to see and have more complicated features in their atmospheres." The team's results are published in the October issue of The Astronomical Journal.

Beatty's team targeted planet Kepler-13Ab because it is one of the hottest of the known exoplanets. Its dayside temperature is nearly 5,000 degrees Fahrenheit. Kepler-13Ab is so close to its parent star that it is tidally locked, so one side always faces the star while the other side is in permanent darkness. The team discovered that the "sunscreen snowfall" happens only on the planet's permanent nighttime side. Any visitors to this exoplanet would need to bottle up some of that sunscreen, because they won't find it on the sizzling-hot daytime side.

The astronomers didn't go looking for titanium oxide specifically. Instead, their studies revealed that this giant planet's atmosphere is cooler at higher altitudes — which was surprising because it is the opposite of what happens on other hot Jupiters. Titanium oxide in the atmospheres of other hot Jupiters absorbs light and reradiates it as heat, making the atmosphere grow warmer at higher altitudes. Even at their much colder temperatures, most of our solar system's gas giants also have warmer temperatures at higher altitudes.

Intrigued by this discovery, researchers concluded that the light-absorbing gaseous form of titanium oxide has been removed from the dayside of planet Kepler-13Ab's atmosphere. Without the titanium oxide gas to absorb incoming starlight on the daytime side, the atmospheric temperature there grows colder with increasing altitude.

The astronomers suggest that powerful winds on Kepler-13Ab carry the titanium oxide gas around, condensing it into crystalline flakes that form clouds. Kepler-13Ab's strong surface gravity — six times greater than Jupiter's — then pulls the titanium oxide snow out of the upper atmosphere and traps it in the lower atmosphere on the nighttime side of the planet.

This illustration shows the seething hot planet Kepler-13Ab that circles very close to its host star, Kepler-13A. In the background is the star's binary companion, Kepler-13B, and the third member of the multiple-star system is the orange dwarf star Kepler-13C.

"Understanding what sets the climates of other worlds has been one of the big puzzles of the last decade," said Jason Wright, associate professor of astronomy at Penn State, and one of the study's co-authors. "Seeing this cold-trap process in action provides us with a long sought and important piece of that puzzle."

The team's observations confirm a theory from several years ago that this kind of precipitation could occur on massive, hot planets with powerful gravity. "Presumably, this precipitation process is happening on most of the observed hot Jupiters, but those gas giants all have lower surface gravities than Kepler-13Ab," Beatty explained. "The titanium oxide snow doesn't fall far enough in those atmospheres, and then it gets swept back to the hotter dayside, revaporizes, and returns to a gaseous state."

The researchers used Hubble's Wide Field Camera 3 to conduct spectroscopic observations of the exoplanet's atmosphere in near-infrared light. Hubble made the observations as the distant world traveled behind its star, a transit event called a secondary eclipse. This type of transit yields information on the temperature of the components of the atmosphere on the exoplanet's dayside.

"These observations of Kepler-13Ab are telling us how condensates and clouds form in the atmospheres of very hot Jupiters, and how gravity will affect the composition of an atmosphere," Beatty explained. "When looking at these planets, you need to know not only how hot they are, but also what their gravity is like."

The research team led by Thomas Beatty includes Ming Zhao, Jason Wright and Ronald Gilliland (Penn State, University Park), Nikku Madhusudhan (University of Cambridge, U.K.), Angelos Tsiaras (University College London, U.K.), and Avi Shporer and Heather Knutson (California Institute of Technology, Pasadena, California).

The Kepler-13 system is 1,730 light-years from Earth. Hubble Space Telescope är ett projekt för internationellt samarbete mellan NASA och ESA (European Space Agency). NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, hanterar teleskopet. Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore bedriver Hubble-vetenskaplig verksamhet. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington, D.C.

This research was funded by NASA and the Penn State Center for Exoplanets and Habitable Worlds.


Shocking environment of hot Jupiters

Jupiter-like worlds around other stars push shock waves ahead of them, according to a team of UK astronomers. Just as Earth's magnetic "bow-shock" protects us from the high-energy solar wind, these planetary shocks protect their atmospheres from their star's damaging emissions.

Team member Dr Aline Vidotto of the University of St Andrews presented a new model based on observations made with the SuperWASP (Wide Angle Search for Planets) project on April 18 at the National Astronomy Meeting in Llandudno, Wales.

In 2008, observations of WASP-12 detected a periodic dip in light as a large planet (catalogued as WASP-12b) passed in front of its host star. Planet hunting with transit instruments like SuperWASP allows astronomers to obtain a wealth of information about exoplanetary systems including their composition and size.

WASP-12b turns out to be one of the largest exoplanets found to date and completes each orbit around its parent star in just 26 hours. The planet is more than 250,000 km across, with its atmosphere swollen by the intense heat it receives from the star, making it a so-called 'hot Jupiter'.

Hot Jupiters are similar to the planet Jupiter in our own Solar System but located far closer to their host star (WASP-12b is 3.4 million km away from WASP-12 which compares with Earth-Sun distance of 150 million km). With such a small distance between them violent interactions between the star and the planet can take place.

As one of the largest hot Jupiters discovered to date, WASP-12b also gives a unique opportunity to observe the interactions between the planetary magnetic field and the host star's magnetic field. The very presence of a magnetic field reveals that the planet must have a conducting, rotating interior.

There is now tantalizing new evidence from Hubble Space Telescope data that a magnetosphere exists around WASP-12b. Observations of the planet taken in ultraviolet wavelengths by a team including scientists from the Open University reveal that the start of the dip in the light from the star during the transit of the planet is earlier in ultraviolet than visible light. Originally, this was thought to be caused by material flowing from the planet onto the star. The St Andrews group have however determined that the planet ploughs into a supersonic headwind and pushes a shock ahead it -- just like the one around a supersonic jet aircraft.

The St Andrews astronomers carried out simulations of a planet and its bow shock transiting a star and by investigating various shock geometries, orientations and densities have reproduced the dip in ultraviolet light observed in WASP-12b.

Team leader Dr Aline Vidotto commented on the new result. "The location of this bow shock provides us with an exciting new tool to measure the strength of planetary magnetic fields. This is something that presently cannot be done in any other way."

Joe Llama, a PhD student who carried out the simulations of the bow shock, said "Our models are able to reproduce the data from the Hubble Space telescope for a range of wind speeds implying that bow shocks could be far more commonplace than had been thought."

Bow shocks may also protect the atmospheres of hot Jupiters from their harsh environment. These planets are constantly bombarded with highly charged, energized particles from the wind from their parent stars, meaning that their atmosphere can be eroded. The presence of a magnetic field could greatly reduce the amount of stellar wind the planet is exposed to, effectively acting as a shield and helping the atmosphere survive.

Joe Llama concludes, "Although our model predicts a bow shock similar to that of the Earth, we are not expecting any messages from WASP-12b as it is too hot to support life. But the first hints that extrasolar planets have magnetosphere is a big step forward in understanding and identifying the habitable zones where we ultimately hope to find signs of life."


Titta på videon: Battlestar Galactica Deadlock Sin and Sacrifice Political Capital Mission 7 (Maj 2022).