Qual è l'attuale teoria accettata per il destino di Giove accaldato?

È risaputo che una delle caratteristiche principali di molti giove accaldati è la loro stretta vicinanza alla loro stella madre, di solito l'equivalente di essere all'interno dell'orbita di Mercurio. Quindi, questi pianeti sono giganti gassosi e sono molto caldi (da qui la loro categoria).

Tuttavia, alcune scoperte hanno portato a interrogarsi su quale sia il destino di questi pianeti.

esempio 1: HD 209458b aka "Osiride"

Secondo la pagina della NASA "Il pianeta morente perde carbonio-ossigeno" , Osiride sta facendo molto più che "evaporare", sta perdendo carbonio, ossigeno a fianco dell'idrogeno in un involucro dietro il pianeta che è stato rilevato dalla Terra. Il significato di carbonio e ossigeno è dichiarato dall'articolo:

Sebbene carbonio e ossigeno siano stati osservati su Giove e Saturno, è sempre in forma combinata come metano e acqua in profondità nell'atmosfera. In HD 209458b i prodotti chimici sono suddivisi in elementi di base. Ma su Giove o Saturno, anche come elementi, rimarrebbero comunque invisibili nell'atmosfera. Il fatto che siano visibili nell'atmosfera superiore dell'HD 209458b conferma che si sta verificando un 'soffio' atmosferico.

Nell'articolo si afferma che è probabile che Osiride diventi una classe ipotetica di esopianeta nota come Chthonian , che è definita in "Tasso di evaporazione di Giove caldi e formazione di pianeti Chthonian" (Hebard et al. 2003) come

nuova classe di pianeti costituiti dal nucleo centrale residuo degli ex Giove caldi

Questi sarebbero di dimensioni simili alla Terra, ma considerevolmente più densi.

esempio 2: CoRoT-7b

Secondo l'articolo della NASA "Most Earthlike Exoplanet Started as Gas Giant" , CoRoT-7b è un pianeta delle dimensioni della Terra in cui di solito si trova un Giove caldo, lo descrivono come

è quasi 60 volte più vicino alla sua stella rispetto alla Terra, quindi la stella appare quasi 360 volte più grande del sole nel nostro cielo ", ha detto Jackson. Di conseguenza, la superficie del pianeta subisce un riscaldamento estremo che può raggiungere i 3.600 gradi Fahrenheit alla luce del giorno La dimensione di CoRoT-7b (70% più grande della Terra) e la massa (4,8 volte quella della Terra) indicano che il mondo è probabilmente fatto di materiali rocciosi.

L'elevata temperatura diurna indica che è probabile che il lato rivolto verso la stella del pianeta sia fuso, anche qualsiasi atmosfera tenue viene spazzata via. Gli scienziati stimano che molte masse terrestri potrebbero essere state bollite. Sembra anche che la massa decrescente stia facendo avvicinare il pianeta alla stella, poiché fa bollire più materiale, quindi la massa diminuisce.

Riassumendo sugli scienziati nell'articolo:

Si potrebbe dire che, in un modo o nell'altro, questo pianeta sta scomparendo davanti ai nostri occhi "

La domanda

Poiché questi sono solo 2 esempi di un possibile processo, la domanda è: qual è l'attuale teoria accettata sul destino degli esopianeti caldi di Giove?

Potrebbe anche essere questo il motivo per cui un Giove caldo non esiste nel nostro sistema solare?

Questa è una domanda abbastanza carica in quanto dipende fortemente da ciò che un "Giove caldo" è in realtà definito. Cosa è "caldo"? Che cos'è un "Giove"? In realtà, c'è un continuum di masse planetarie e distanze dalla loro stella madre e nella letteratura vedrai comunemente riferimenti a "Neptunes caldi", "Saturni caldi", ecc.

La teoria predominante su come si formano i pianeti giganti è che prima si fondono da roccia e ghiaccio oltre la linea di ghiaccio , la distanza dalla stella madre alla quale l'acqua diventa solida. Questa distanza è approssimativamente dove Marte si trova oggi nel nostro sistema solare. La cosa sorprendente dei "pianeti a gas caldo" è che si trovano all'interno di questa linea di ghiaccio, in modo significativo all'interno. Ciò implica che dopo aver formato i loro nuclei, sono emigrati più vicino alle loro stelle ospiti attraverso un processo attualmente indeterminato (per il quale ci sono molti buoni candidati, ma per ora supponiamo che l'esistenza di pianeti caldi mostri che almeno uno di questi processi opera abbastanza regolarmente).

E la parola "caldo"? Bene, per i pianeti che sono più vicini alle loro stelle madri, è noto che c'è un'anomalia del raggio : i raggi di questi pianeti sono significativamente più grandi di quanto prevedano i modelli di struttura di un pianeta gigante irradiati dalle loro stelle ospiti. Quindi definirei pianeti "caldi" come giganti gassosi i cui raggi sono più grandi di quanto previsto dai modelli standard.

Ora che abbiamo rimosso alcune delle definizioni, c'è la questione della sopravvivenza. Quando i pianeti giganti sono vicini alle loro stelle madri, si bloccano in ordine . Di conseguenza, c'è poca energia dissipata in modo ordinato sulla superficie del pianeta gigante, la forma del pianeta è fissa e ci sono piccoli movimenti interni. Tuttavia, il pianeta gigante anche solleva una marea sulla sua stella ospite come bene, e perché ci vuole un sacco di momento angolare di cambiare la rotazione di un oggetto con 1.000 volte più di massa, le stelle ospiti vengono quasi mai sarà in rotazione sincrona a il loro pianeta più vicino.

La velocità con cui l'energia viene dissipata all'interno della stella è altamente incerta, e questa incertezza viene tipicamente trascinata in un parametro "Q", il fattore di qualità, con fattori di qualità più bassi che riflettono una maggiore dissipazione. La "Q" è misurata per alcuni corpi nel nostro sistema solare (cioè Terra e Giove) e in alcuni binari stellari, ma è molto variabile da corpo a corpo, che varia da circa 10 per la Terra a 10 ^ 8 per alcune stelle.

Se un pianeta sopravvive per essere osservato oggi dipende da quanto tempo il tempo di decadimento orbitale, che è determinato da Q, si confronta con l'età del sistema. Per alcuni sistemi, come WASP-12b e WASP-19b , che dispongono di Jupiter caldi altamente gonfiati, si stima che Q sia abbastanza piccolo da farli cadere nelle loro stelle ospiti in un tempo sorprendentemente breve (<10 ^ 7 anni).

Un'altra possibilità è che il gas che circonda il nucleo di roccia / ghiaccio sia spazzato via dall'enorme quantità di calore depositato nel pianeta. Questo ti lascia con un pianeta a bassa densità che è in qualche modo privo di ferro, poiché i nuclei dei pianeti giganti si formano più lontano dalle loro stelle ospiti rispetto ai pianeti rocciosi. Esistono alcuni oggetti candidati vicini, di massa di Nettuno che potrebbero essere stati prodotti a causa della perdita in questo modo della maggior parte delle loro atmosfere (Esempio: GJ3470b ).

Per quanto riguarda il nostro sistema solare, la formazione di un Giove caldo avrebbe probabilmente distrutto il sistema solare interno mentre migrava vicino al Sole, a causa del fatto che avrebbe perturbato violentemente le orbite dei pianeti interni. Inoltre, il Sole sarebbe probabilmente migliorato nei metalli a causa dell'accrescimento di materiale ricco di metalli da questo pianeta gigante. Mentre è potenzialmente possibile che ci fosse un Giove caldo nel nostro sistema solare prima che si formassero gli altri pianeti, al momento sembra improbabile.