Astronomija

Ali je mogoče spreminjajoči se nagib planeta uskladiti z vrtenjem okoli njegove zvezde?

Ali je mogoče spreminjajoči se nagib planeta uskladiti z vrtenjem okoli njegove zvezde?


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.

Sprašujem, ali lahko nagib planeta "sledi" vrtenju okoli svoje zvezde, tako da bi se na primer njegov severni pol vedno nagnil proti zvezdi in tako bil vedno pod dnevno svetlobo. Planet bi lahko imel nagib, podoben zemeljskim 23,5 °. In ali se lahko ta planet vrti okoli svoje osi, ki omogoča dnevne / nočne cikle bližje ekvatorju? Upam, da bo ta slika razložila, kaj mislim. Nagib (rdeča črta) ostane enak, toda pol se skozi celo leto nagiba k zvezdi, medtem ko se planet vrti okoli svoje osi.


Ne ali vsaj ne za planet katere koli velikosti. Za spremembo absolutne smeri vrtilne osi planeta potrebuje velika sila, ki deluje na nek način asimetrično. V primeru Zemlje to izhaja iz gravitacije sonca in lune, ki delujeta na ekvatorialno izboklino Zemlje, in traja 26000 let, da zavrtimo Zemljino os okoli stožca širokega 46 stopinj. Vrtenje osi v polnem krogu (stožec, širok 180 stopinj) v enem letu, bi si lahko predstavljali le za zelo nepravilen planet (kar pomeni majhen, saj se veliki pod lastno gravitacijo sesedajo v krogle), verjetno z zelo velika in tesna luna, da jo potegnemo.


Nekako. Uran ima osni nagib 98$ ^ circ $, kar pomeni, da je le 8$ ^ circ $ od pola, ki je obrnjen točno proti Soncu. Vendar ni nastalo tako. Predvidevamo, da so veliki predmeti, verjetno protoplaneti, udarili po Uranu v zgodnjem življenju, zaradi česar se je njegov osni nagib premaknil skoraj vstran. Uran zagotovo ima dnevne nočne cikle (od 8$ ^ circ $ dajte malenkost), toda tako kot ima Zemlja polnočne dni in polarne noči blizu polov, bo imel Uran enako, vendar z veliko večjim dometom. Pravzaprav bi bili temu prihranjeni le ekvator in mesta v bližini ekvatorja, tako kot ste opisali.

Vendar palica ni zaklenjena, da bi bila obrnjena proti zvezdi, zato mislim, da je zaradi kotnega navora odgovor ne, tukaj je še več tega.


Spreminjanje načina, kako se premika vaš svet

2. november 2014 avtor Brandon Kier

Preprosto srečanje z Zemljo, Soncem, Luno in notranjimi planeti.

Zemlja je velik planet. Je dovolj funkcionalen, ko gredo planeti, ki nosijo življenje, in ponaša se z veliko prostora & # 8211 510 milijonov kvadratnih kilometrov, če smo natančni * & # 8211 za najrazličnejše zanimive zgodbe. Toda včasih je treba samo spremeniti kulise, da bi se izognili svojim zemeljskim težavam, se lepo oddaljili nekam z novimi, eksotičnimi težavami. Toda svet bi moral biti udobno eksotično znano in prijazno, z ravno pravšim nekaj, kar nam sporoča, da smo zapustili dom. * Kot na primer kakšen čuden tuji ples.

V prejšnjih dveh mesecih smo pogledali, kako se lahko vesoljska kozmična soseska in kemija razlikujeta od Zemlje. Zdaj bomo še videli, kako se svetovi vrtijo, vrtijo, zibajo in kako drugače plešejo po vesolju. Po tem si bomo še ogledali, kako masa in magnetizem planeta vplivata na stvari, kot je teža osebe in njegova življenjska škoda zaradi sevanja

Na planete bomo gledali z zunanje perspektive in # 8211 svetovnega plesnega partnerja. Vendar bodo njeni prebivalci manj podobni plesnemu partnerju in bolj kot bolhe. Svoj planet bodo plesali kot spreminjajoče se dneve, letne čase in eone.


& # 8220To & # 8217s preprosto ni mogoče & # 8221 & # 8211Casinijeva misija je na Saturnu odkrila nekaj presenetljivega

Kako celoten planet spremeni hitrost vrtenja v 20 letih? To je sprememba, ki traja stotine milijonov let. Še bolj skrivnostno je bilo odkrivanje elektromagnetnih vzorcev s strani misije Cassini, ki je nakazovalo, da je Saturnova rotacija na severni in južni polobli drugačna. "Dolgo sem domneval, da je z interpretacijo podatkov nekaj narobe," je povedal astrofizik Duane Pontius. "To preprosto ni mogoče."

Razkrivanje trika plinskega velikana za skrivanje vrtenja

Saturn že desetletja kljubuje poskusom določitve natančnega obdobja vrtenja. Zdaj je nova študija v časopisu Geophysical Union Journal of Geophysical Research: Vesoljska fizika morda končno razkrila trik plinskega velikana za skrivanje vrtenja in je ključ do odrekanja njegovi skrivnosti. Nova raziskava kaže, kako so sezonske spremembe na Saturnu lahko zmedeni poskusi znanstvenikov, da izračunajo njegovo natančno obdobje vrtenja.

Odkrivanje dolžine dneva na katerem koli planetu se zdi enostavna naloga: poiščite nekaj lastnosti na planetu in ga urejte, ko se enkrat vrti. Če pa gre za plinskega velikana, kot je Jupiter, ki nima trdnih površinskih značilnosti, lahko znanstveniki poslušajo periodične modulacije jakosti radijskih signalov, ustvarjenih znotraj vrtečega se magnetnega polja planeta.

Obdobje rotacije planeta je eno temeljnih dejstev o planetu, skupaj z njegovo velikostjo, sestavo, orbitalnim obdobjem in drugimi dejstvi, ki ne samo opisujejo planet, temveč pomagajo razložiti njegovo vedenje, zgodovino in celo namige o njegovem nastanku.

Cassini odkrije nekaj presenetljivega

Saturn oddaja le nizkofrekvenčne radijske vzorce, ki jih blokira Zemljina atmosfera, zaradi česar je težko preučevati Saturnovo vrtenje z zemeljske površine. Nasprotno pa Jupiter oddaja radijske vzorce na višjih frekvencah, ki so radijskim astronomom omogočili, da določijo svoje obdobje vrtenja, še preden je začela vesoljska doba.

Šele ko so vesoljska plovila poslali na Saturn, so znanstveniki lahko zbrali podatke o njenem vrtenju. Voyagers 1 in 2 sta domov poslala prve namige o Saturnovi rotaciji v letih 1980 in 1981. Zaznali so modulacijo intenzivnosti radia, ki je predlagala, da se planet vrti vsakih 10 ur in 40 minut.

"Torej je bilo to tisto, kar se je imenovalo obdobje rotacije," je dejal Pontius iz Birmingham-Southern College v Alabami in soavtor nove študije.

Ko je vesoljsko plovilo Cassini 23 let pozneje prispelo na Saturn, da bi 13 let preučevalo planet, se je zdelo nekaj presenetljivega. "Približno leta 2004 smo videli, da se je obdobje spremenilo za 6 minut, približno za 1 odstotek," je dejal Pontius.

Ioniziran plin & # 8211 imenovan plazma & # 8211 v zgornji atmosferi Saturna je povezan z njegovimi magnetnimi polji. Ko se nabiti delci, ki sestavljajo plazmo, premikajo navzgor po linijah magnetnega polja, odvajajo kotni moment iz spodnjih ravni ozračja. To "magnetno zaviranje" je upočasnitev plazme, ko leti naprej od planeta, na enak način, ko se roke vrtljivega plesalca počasneje premikajo, ko so iztegnjene, kot ko jih držimo blizu telesa. Kmalu po tem, ko se je naše Sonce prvič oblikovalo, se je vrtelo približno petkrat hitreje od trenutne hitrosti vrtenja, vendar se je od takrat upočasnilo zaradi milijard let magnetnega zaviranja. Vendar pa je v primeru Saturna neprekinjena 1-odstotna sprememba hitrosti vrtenja vsako desetletje nezdružljiva z njegovo starostjo. Nekateri drugi procesi morajo prav tako vplivati ​​na očitne spremembe v hitrosti vrtenja Saturna.

Da bi ugotovili, kaj se v resnici dogaja, so Pontius in njegovi soavtorji najprej začeli s preučevanjem, kako se Saturn razlikuje od svojega najbližjega brata Jupitra.

"Kaj ima Saturn, česar Jupiterju manjka poleg očitnih obročev?" Je vprašal Poncij. Odgovor: letni časi. Saturnova os je nagnjena za približno 27 stopinj, podobno kot nagib Zemlje za 23 stopinj. Jupiter ima komaj kaj nagiba - le 3 stopinje. Nagib pomeni, da severna in južna polobla Saturna prejemata različno količino sevanja od Sonca, odvisno od sezone. Različni odmerki ultravijolične svetlobe vplivajo na plazmo na robu Saturnove atmosfere.

Glede na model, ki so ga predlagali Pontius in njegovi sodelavci, nihanje UV od poletja do zime na različnih poloblah vpliva na plazmo, tako da ustvarja bolj ali manj upor na višinah, kjer naleti na plinovito atmosfero planeta.

Zaradi te razlike v zraku se ozračje upočasni, kar določa obdobje, ki ga vidimo v radijskih signalih. Sezonsko spremenite plazmo in spremenite obdobje radijskih emisij, kar se vidi na Saturnu.

Novi model ponuja rešitev za uganko o nemogočih spreminjajočih se obdobjih vrtenja Saturna. Prav tako kaže, da opazovana obdobja niso obdobje vrtenja Saturnovega jedra, ki ostaja neizmerjeno.

Povzetek odkritja

& # 8220Vzajem med magnetosfero in ozračjem je precej zapleten, vendar ga je mogoče razložiti s preprostim modelom, & # 8221 zaključuje Poncije v e-pošti na naslov Daily Galaxy. & # 8220Električni tokovi nastajajo zaradi trkov delcev v bližini Saturnove lune Enceladus in ti tokovi lahko prosto tečejo po linijah magnetnega polja vse do planeta in ozračja. Ko dosežejo njegovo električno prevodno plast, lahko potujejo vodoravno čez poljske črte, da zaprejo vezje. To je kot standardni poskus v uvodni fiziki, kjer žica, ki prenaša tok ob prisotnosti magnetnega polja, čuti prečno silo. To se dogaja tukaj: tok deluje na ozračje.

& # 8220Ta sila je razmeroma majhna, & # 8221 piše, & # 8220 tako da je njen takojšen učinek na neizmerno bolj množično ozračje majhen. Vendar je vztrajen in vedno v isti smeri - nasprotno smeri vrtenja planetov -, zato se njegov vpliv sčasoma kopiči. Za analogijo si oglejte krožno kad negibne vode. Predstavljajte si, da vanj približno polovico med sredino in robom navpično vstavite tanko leseno palico, nato pa palico premaknite v popoln krog okoli središča. Ko končate, bo voda komaj vznemirjena in če spustite palico, bo le plavala na svojem mestu. Vendar si predstavljajte, kako palico v tem krogu nenehno premikate več dni, mesecev ali celo let. Ponavljajoč se vpliv palice bo sčasoma povzročil, da se bo vsa voda premikala s palico, zato se mora palica po izpustu še naprej premikati s krožno vodo. (Analogija ni popolna zaradi vlečnih sil med vodo in notranjo površino kadi, vendar zajame bistvo ideje.)

& # 8220Naš model predlaga, da so električni tokovi, ki delujejo na obe polobli, neenaki, ker se električne prevodnosti spreminjajo glede na izpostavljenost soncu, tj. Letni čas. Ko ima ena polobla poletne razmere, druga pa zimske, sončno obsevanje poleti poveča prevodnost, zaradi česar tokovi prednostno tečejo tja. Prav to se zgodi pri vzporednih neenakih uporih vzporedno: upor z nižjo upornostjo / višjo prevodnostjo vleče več toka kot upor z večjo upornostjo / manjšo prevodnostjo. Več toka okrepi ozračje in ga upočasni. & # 8221

Glasilo Galaxy Report vam dvakrat na teden prinaša novice o vesolju in znanosti, ki lahko razkrijejo skrivnost našega obstoja in dodajo prepotrebno kozmično perspektivo v današnji antropocenski epohi.


Kako nagib zemeljske osi vpliva na zemljo?

Osno nagib. The os je nagnjena vse leto pa v isti smeri kot v Zemlja kroži okoli Sonca, poloble (polovica dela zemlja) nagnjen stran od Sonca volja postopoma nastajajo nagnjen proti Soncu in obratno. To učinek je glavni vzrok letnih časov (glej učinek sončnega kota na podnebje).

Kaj se zgodi, če se Zemljina os spremeni? Ampak če je Zemljina os nagnjeni na 90 stopinj bi ekstremni letni čas povzročil intenzivno podnebje spremembe na vseh celinah. Poleti bi severna polobla mesece doživljala skoraj 24 ur sončne svetlobe, kar bi lahko stopilo ledene kape, dvignilo gladino morja in poplavilo obalna mesta.

Kaj bi se potem zgodilo, če Zemlja ne bi bila nagnjena na svojo os?

Če Zemlja niso bili nagnjen na svojo os, tam bi biti št letni časi. In človečnost bi trpeti. Kdaj je trčil predmet velikosti Marsa Zemlja Pred 4,5 milijardami let je to odvrnilo bi postala luna. Tudi nagnjena Zemlja nekoliko vstran, tako da naš planet zdaj kroži okoli sonca.

Kako nagib zemeljske osi vpliva na vpliv sončnih žarkov na Zemljo?

Severni pol je nagnjen proti Sonce in Sončni žarki udarijo severne poloble bolj neposredno poleti. The nagib Zemljine osi točk stran od Sonce. Svetloba iz Sonce se razprostira na večjem območju, tako da se to območje ne ogreva toliko.


Je jedro Zemlje & # 8217s lopsided? Nekaj ​​čudnega se dogaja v notranjosti našega planeta

Odsek notranjosti Zemlje prikazuje trdno železovo notranje jedro (rdeče), ki počasi raste z zamrzovanjem zunanjega jedra tekočega železa (oranžno). Potresni valovi potujejo skozi notranje jedro Zemlje hitreje med severnim in južnim polom (modre puščice) kot čez ekvator (zelena puščica). Raziskovalci so ugotovili, da je ta razlika v hitrosti potresnega valovanja s smerjo (anizotropija) posledica prednostne poravnave rastočih kristalov - šesterokotno tesnih zlitin železa in niklja, ki so same po sebi anizotropne - vzporedno z vrtilno osjo Zemlje. Zasluge: Grafika Daniel Frost

Model, kako je notranje jedro Zemlje zmrznilo v trdno železo, nakazuje, da je morda staro le 500 milijonov let.

Iz neznanih razlogov notranje jedro Zemlje iz trdnega železa raste hitreje na eni strani kot na drugi strani in že od takrat, ko je začelo zamrzovati iz staljenega železa pred več kot pol milijarde let, kaže nova raziskava seizmologi na Univerzi v Kaliforniji, Berkeley.

Hitrejša rast pod Indonezijo & # 8217s Banda Sea še ni pustila jedra postrani. Gravitacija enakomerno porazdeli novo rast - kristale železa, ki nastanejo, ko se staljeno železo ohladi -, da ohrani sferično notranje jedro, ki raste v polmeru v povprečju za 1 milimeter na leto.

Toda okrepljena rast na eni strani kaže, da nekaj v zunanjem jedru Zemlje ali plašču pod Indonezijo odstranjuje toploto iz notranjega jedra hitreje kot na nasprotni strani pod Brazilijo. Hitrejše hlajenje na eni strani bi pospešilo kristalizacijo železa in rast notranjega jedra na tej strani.

To vpliva na magnetno polje Zemlje in njegovo zgodovino, kajti konvekcija v zunanjem jedru, ki jo povzroča sproščanje toplote iz notranjega jedra, danes poganja dinamo, ki ustvarja magnetno polje, ki nas varuje pred nevarnimi delci sonca.

Nov model seizmologov UC Berkeley predlaga, da notranje jedro Zemlje raste hitreje na vzhodni strani (levo) kot na zahodu. Gravitacija izenači asimetrično rast s potiskanjem kristalov železa proti severnemu in južnemu polu (puščici). To ponavadi poravna dolgo os kristalov železa vzdolž osi vrtenja planeta (črtkana črta) in razloži različne čase potovanja potresnih valov skozi notranje jedro. Zasluge: Grafika Marine Lasbleis

& # 8220 Ponujamo precej ohlapne meje starosti notranjega jedra - med pol milijarde in 1,5 milijarde let -, kar je lahko v pomoč pri razpravi o tem, kako je magnetno polje nastajalo pred obstojem trdnega notranjega jedra, & # 8221 je povedala Barbara Romanowicz, profesorica univerzitetnega univerziteta Berkeley na podiplomski šoli na Oddelku za znanost o Zemlji in planetih in zaslužna direktorica Berkeley Seismological Laboratory (BSL). & # 8220 Vemo, da je magnetno polje obstajalo že pred tremi milijardami let, zato so morali takrat drugi procesi spodbujati konvekcijo v zunanjem jedru. & # 8221

Mlada starost notranjega jedra lahko pomeni, da je v zgodnji zgodovini Zemlje toplota, ki je vrela tekoče jedro, prihajala iz lahkih elementov, ki se ločujejo od železa, in ne iz kristalizacije železa, kar vidimo danes.

& # 8220Razprave o starosti notranjega jedra trajajo že dolgo, & # 8221 je dejal Daniel Frost, asistent projektnega znanstvenika pri BSL. & # 8220Zaplet je: Če je notranje jedro lahko obstajalo le 1,5 milijarde let na podlagi tega, kar vemo o tem, kako izgublja toploto in kako vroče je, potem od kod prihaja starejše magnetno polje? Od tod je prišla ideja o raztopljenih svetlobnih elementih, ki nato zamrznejo. & # 8221

Zamrzovalno železo

Asimetrična rast notranjega jedra pojasnjuje tri desetletja staro skrivnost - da se zdi, da je kristalizirano železo v jedru prednostno poravnano vzdolž rotacijske osi zemlje, bolj na zahodu kot na vzhodu, medtem ko bi pričakovali kristali biti naključno usmerjeni.

Dokazi za to poravnavo izhajajo iz meritev časa potovanja potresnih valov ob potresih skozi notranje jedro. Seizmični valovi potujejo hitreje v smeri rotacijske osi sever-jug kot vzdolž ekvatorja, kar je asimetrija, ki jo geologi pripisujejo železovim kristalom - ki so asimetrični -, katerih dolge osi so prednostno poravnane vzdolž osi Zemlje & # 8217s.

Če je jedro trdno kristalno železo, kako se kristali železa prednostno usmerjajo v eno smer?

V poskusu razlage opažanj so Frost in sodelavci Marine Lasbleis z Univerze v Nantesu v Franciji ter Brian Chandler in Romanowicz iz UC Berkeley ustvarili računalniški model rasti kristalov v notranjem jedru, ki vključuje geodinamične modele rasti in mineralno fiziko železa. pri visokem tlaku in visoki temperaturi.

& # 8220Najpreprostejši model se je zdel nekoliko nenavaden - da je notranje jedro asimetrično, & # 8221 je dejal Frost. & # 8220 Zahodna stran je videti drugačno od vzhodne vse do središča, ne le na vrhu notranjega jedra, kot so nekateri predlagali. Edini način, da si to lahko razložimo, je, da ena stran raste hitreje kot druga. & # 8221

Model opisuje, kako lahko asimetrična rast - približno 60% višja na vzhodu kot zahodu - prednostno usmerja kristale železa vzdolž rotacijske osi, z večjo poravnavo na zahodu kot na vzhodu, in pojasnjuje razliko v hitrosti potresnih valov po notranjem jedro.

& # 8220 Kaj v tem članku predlagamo, je model enostranske trdne konvekcije v notranjem jedru, ki usklajuje potresna opazovanja in verjetne geodinamične robne pogoje, & # 8221 je dejal Romanowicz.

Frost, Romanowicz in njihovi kolegi bodo o svojih ugotovitvah poročali v tej tedenski številki revije Naravoznanstvo.

Sondiranje Zemljine notranjosti s potresnimi valovi

Notranjost Zemlje je slojevita kot čebula. Trdno železo-nikljevo jedro - polmer danes 1.200 kilometrov ali približno tri četrtine lune - je obdano s tekočim zunanjim jedrom iz staljenega železa in niklja, debelo približno 2.400 kilometrov. Zunanje jedro je obdano s plaščem vroče kamnine debeline 2.900 kilometrov (1.800 milj) in prekrito s tanko, hladno, skalnato skorjo na površini.

Konvekcija se pojavi tako v zunanjem jedru, ki počasi zavre, ko toplota iz kristalizirajočega železa prihaja iz notranjega jedra, kot tudi v plašču, ko se bolj vroča kamnina premakne navzgor, da prenese to toploto iz središča planeta na površje. Močno vrenje v zunanjem jedru tekočega železa ustvarja magnetno polje Zemlje.

Po računalniškem modelu Frost & # 8217s, ki ga je ustvaril s pomočjo Lasbleisa, ko železovi kristali rastejo, gravitacija prerazporedi odvečno rast na vzhodu proti zahodu znotraj notranjega jedra. To gibanje kristalov znotraj precej mehke trdne snovi notranjega jedra - ki je blizu tališča železa pri teh visokih tlakih - poravna kristalno mrežo vzdolž rotacijske osi Zemlje v večji meri na zahodu kot na vzhodu.

Model pravilno napoveduje nova opažanja raziskovalcev o časih potovanja potresnih valov skozi notranje jedro: anizotropija ali razlika v časih potovanja, ki sta vzporedni in pravokotni na vrtilno os, se povečuje z globino in najmočnejša anizotropija se odmika zahodno od Os vrtenja Zemlje za približno 400 kilometrov (250 milj).

Model rasti notranjega jedra določa tudi omejitve deleža niklja in železa v središču zemlje, je dejal Frost. Njegov model ne reproducira natančno potresnih opazovanj, razen če nikelj predstavlja med 4% in 8% notranjega jedra - kar je blizu deležu kovinskih meteoritov, ki so bili nekoč domnevno jedra pritlikavih planetov v našem osončju. Model geologom tudi pove, kako viskozno ali tekoče je notranje jedro.

& # 8220 Predlagamo, da je viskoznost notranjega jedra razmeroma velika, kar je vhodni parameter, ki je pomemben za geodinamike, ki preučujejo dinamske procese v zunanjem jedru, & # 8221 je dejal Romanowicz.

Referenca: & # 8220Dinamična zgodovina notranjega jedra, omejenega s potresno anizotropijo & # 8221 Daniela A. Frosta, Marine Lasbleis, Briana Chandlerja in Barbare Romanowicz, 3. junija 2021, Naravoznanstvo.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00761-w

Frost in Romanowicz sta bila podprta s sredstvi Nacionalne znanstvene fundacije (EAR-1135452, EAR-1829283).


Rezultati znanosti

Slika 1: Konceptualna ilustracija eksplanetarnega sistema K2-290. Osrednja zvezda (sredina) ima dva planeta in zvezdo spremljevalko (zgoraj desno). Planeta krožita okoli osrednje zvezde v skoraj nasprotni smeri od vrtenja zvezde. Najgloblji planet, velik približno 75% Neptuna, kroži okoli zvezde vsakih devet dni. Večji planet, velik kot Jupiter, potrebuje več kot 48 dni za krožno potovanje, še vedno hitrejši od Merkurja v našem sistemu z 88-dnevno orbito. (Zasluge: Christoffer Grønne / Aarhus University)

Mednarodna skupina, vključno z astronomi s Tokijskega tehnološkega inštituta in univerze v Aarhusu, je odkrila dokaze, da so bili v nekaterih primerih protoplanetarni diski, diski s plinom in prahom, ki obkrožajo mlade zvezde, v katerih nastajajo planeti, morda obrnjeni, kar je povzročilo nazaj ali retrogradne orbite planetov. Ta ugotovitev je pomemben korak pri razumevanju nastajanja planetov in razvoja orbital.

V Osončju osem planetov kroži v isti smeri, to je tudi ista smer, v katero se vrti Sonce. V zadnjem desetletju so raziskovalci ugotovili, da to ne velja vedno za eksoplanete, planete, ki krožijo okoli zvezd, ki niso Sonce. Nekatere eksoplanete imajo orbite divje nagnjene stran od vrtenja zvezde. Nekateri imajo celo orbite prevrnjene nazaj glede na osrednjo zvezdo. Mehanizmi, s katerimi nastaja ta raznolikost orbit, je pomembno vprašanje sodobne astronomije.

V enem izmed možnih mehanizmov, medtem ko planeti še vedno nastajajo v protoplanetarnem disku plina in prahu okoli mlade zvezde, lahko gravitacija bližnje zvezde spremljevalca nagne disk, tako da planeti že od začetka nastajajo na neusklajenih orbitah. Tu pomeni "v bližini" približno približno svetlobno leto. Ta mehanizem nagibanja diska je bil prvič predlagan leta 2012, vendar do zdaj niso opazili nobenega potrjenega primera.

Eksoplanetarni sistem K2-290 je idealen laboratorij za testiranje tega mehanizma za nagibanje diska. Ima bližnjo spremljevalno zvezdo, ki jo je identificiral Subarujev teleskop (opomba 1). Ima tudi dva planeta s koplanarnimi orbitama, ki sta medsebojno poravnani. Prisotnost dveh planetov s podobnimi orbitama je pomembna, ker izključuje scenarije, ko interakcije med planeti povzročijo nagibanje orbit.

Skupina, ki je vključevala dr. Teruyukija Hirana (Tokijski tehnološki inštitut / Nacionalni inštitut za naravne vede) in dr. Maria Hjorth (Univerza Aarhus / Tokijski tehnološki inštitut), je s pomočjo teleskopa Subaru in drugih teleskopov (opomba 2) merila neusklajenost med orbite planetov in osrednje zvezde. Ugotovili so, da so se orbite planeta obrnile skoraj nazaj. Numerične simulacije ekipe so pokazale, da bi spremljevalec lahko preusmeril protoplanetarni disk in dal retrogradne orbite na nastalih planetih. To daje trdne dokaze, da je mehanizem nagibanja diska lahko odgovoren za neusklajene orbite, ne samo v tem primeru, ampak tudi v drugih eksoplanetnih sistemih. Ni več varno domnevati, da so planetarne orbite sprva poravnane z vrtenjem zvezde takoj po nastanku planetov na njihovem disku. Medtem ko druge teorije za razlago neusklajenosti spin-orbit v eksoplanetnih sistemih ponavadi najbolje delujejo na velikih planetih, podobnih Jupiterju, v kratkih orbitah, mehanizem nagibanja diska velja za planete katere koli velikosti, celo potencialno bivalne planete Zemlje.

Ti rezultati so se pojavili kot Hjorth et. al. "Nazaj vrteča se zvezda z dvema planetarnima planetama" v Zborniku Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike 15. februarja 2021.

Opomba 1: spremljevalna zvezda je bila odkrita leta 2018 z uporabo IRCS na teleskopu Subaru. Rezultat se je pojavil kot Hjorth et al. "K2-290: topel Jupiter in mini Neptun v sistemu s tremi zvezdami" v Mesečnih obvestilih Kraljevskega astronomskega društva 15. januarja 2019.

Opomba 2: Opazovanja so bila opravljena leta 2019 s pomočjo treh spektrografov z visoko disperzijo: HDS na teleskopu Subaru, HARPS-N na Telescopio Nazionale Galileo in ESPRESSO na VLT. Poravnave med orbitama dveh planetov in vrtenjem zvezde so bile izmerjene z učinkom Rossiter-McLaughlin (RM). Glejte "Nagnjene orbite prevladujejo v eksplanetarnih sistemih" (sporočilo za javnost 12. januarja 2011) za druge primere neusklajenih eksoplanetnih sistemov, izmerjenih z učinkom RM.


Zakaj letnih časov ne povzroča razdalja?

The letni časi so posledica nagiba gumba Zemljin rotacijske osi stran ali proti soncu, ko potuje skozi celoletno pot okoli sonca. The Zemlja ima nagib 23,5 stopinj glede na "ekliptično ravnino" (namišljeno površino, ki jo tvori skoraj cikularna pot okoli sonca).

Prav tako, kako sistem Zemlja-Luna povzroča letne čase? Namesto tega letni časi so povzročil do 23,5 & deg nagiba Zemljin os vrtenja glede na njeno ravnino orbite okoli Sonce (Slika spodaj). The Zemljin nagib na svoji osi vodi do ena polobla obrnjena proti Sonce več kot druga polobla in povzroča letni časi.

Lahko se vprašamo, kako vpliva nagib Zemlje na letne čase?

Kratek odgovor: Zemlja je nagnjena os povzroča letni časi. Skozi vse leto so različni deli Zemlja sprejemajo najbolj neposredne sončne žarke. Torej, ko je severni pol nagibi proti Soncu je na severni polobli poletje. In ko Južni pol nagibi proti Soncu je na severni polobli zima.

Kaj povzroča Four Seasons?

The štirje letni časi zgodi zaradi nagiba Zemljine osi. V različnih letnih časih sončni žarki bolj neposredno prizadenejo različne dele sveta. Kot zemeljske osi poleti nagne severno poloblo proti soncu.


Orbitalne spremembe lahko sprožijo stanja "snežne kepe" v bivalnih območjih okoli zvezd, podobnih soncu

Vidiki nagiba in orbitalne dinamike planeta, ki je sicer podoben Zemlji, lahko močno vplivajo na njegovo potencialno bivalnost - celo sprožitev nenadnih "držav snežne kepe", kjer oceani zmrzujejo in površinsko življenje ni mogoče, kažejo nove raziskave astronomov z univerze v Washingtonu.

Raziskava kaže, da lociranje planeta v "bivalnem območju" njegove zvezde gostiteljice - tistega prostora, ki je ravno prav, da omogoča tekočo vodo na površini, ki kroži okoli skalnatega planeta - ni vedno dovolj dokazov za presojo potencialne bivalnosti.

Russell Deitrick, vodilni avtor prispevka, ki bo objavljen v Astronomski vestnik, je dejal, da sta se skupaj s soavtorji s pomočjo računalniškega modeliranja naučila, kako lahko dve značilnosti - poševnost planeta ali njegova orbitalna ekscentričnost - vplivata na njegov življenjski potencial. Svoje študije so omejili na planete, ki krožijo v bivalnih območjih zvezd "G pritlikavcev" ali tistih, kot je sonce.

Nagibnost planeta je njegov nagib glede na orbitalno os, ki nadzoruje letni čas planeta, orbitalna ekscentričnost je oblika in kako krožna ali eliptična - ovalna - je orbita. Z eliptičnimi orbitami se razdalja do gostiteljske zvezde spreminja, ko se planet približuje svoji gostiteljski zvezdi in se nato oddalji od nje.

Deitrick, ki je delo opravil v času sodelovanja z UW, je zdaj podoktorski raziskovalec na Univerzi v Bernu. Njegovi soavtorji v UW so profesorica atmosferskih znanosti Cecilia Bitz, profesorji astronomije Rory Barnes, Victoria Meadows in Thomas Quinn ter podiplomski študent David Fleming, ob pomoči dodiplomske raziskovalke Caitlyn Wilhelm.

Zemlja dovolj uspešno gosti življenje, saj ob sončnem nagibu okoli 23,5 stopinj kroži okoli sonca in se v tisočletjih le malo prevrne. Ampak, Deitrick in soavtorji so se pri svojem modeliranju vprašali, kaj pa če bi bili ti premiki večji na zemeljskem planetu, ki kroži okoli podobne zvezde?

Prejšnje raziskave so pokazale, da bi močnejši osni nagib ali nagibna orbita za planet v bivalnem območju sončne zvezde - glede na enako razdaljo od njegove zvezde - naredil svet toplejši. Tako sta Deitrick in ekipa s svojim modeliranjem presenečena ugotovila, da se zdi nasprotna reakcija resnična.

"Ugotovili smo, da bi lahko planeti v bivalnem območju nenadoma vstopili v stanje" snežne kepe ", če bi bila ekscentričnost ali spremembe pol glavnih osi - spremembe razdalje med planetom in zvezdo nad orbito - velike ali če bi se poševnost planeta povečala nad 35 stopinj, "je dejal Deitrick.

Nova študija pomaga rešiti nasprotujoče si ideje, predlagane v preteklosti. Pri planetarnem modeliranju je uporabil izpopolnjeno obdelavo rasti in umika ledene plošče, kar je pomemben napredek v primerjavi s prejšnjimi študijami, je dejal soavtor Barnes.

"Medtem ko so pretekle preiskave ugotovile, da so velike poševne in poševne razlike nagnjene k ogrevanju planetov, pa je skupina s tem novim pristopom ugotovila, da so velike spremembe poševnosti bolj verjetno, da bodo zamrznile površino planeta," je dejal. "Le delček časa lahko poševni cikli povečajo bivalne temperature planetov."

Barnes je dejal, da je Deitrick "v bistvu pokazal, da so lahko ledene dobe na eksoplanetih veliko hujše kot na Zemlji, da je orbitalna dinamika lahko glavni dejavnik bivanja in da bivalno območje ne zadostuje za označitev bivalnosti planeta." Raziskava tudi kaže, "je dodal," da je Zemlja lahko glede podnebja razmeroma miren planet. "

Tovrstno modeliranje lahko astronomom pomaga pri odločitvi, kateri planeti so vredni dragocenega časa teleskopa, je dejal Deitrick: "Če imamo na primer planet, ki je videti kot, da je podoben Zemlji, vendar modeliranje kaže, da njegova orbita in poševnost nihata kot nora , bi bil drug planet morda boljši za spremljanje "s teleskopi prihodnosti".

Dodal je, da je glavni del raziskave ta, da "v študijah bivalnosti ne smemo zanemariti orbitalne dinamike."


Zaklepanje ob plimovanju

Običajno, ko planet kroži okoli svoje zvezde, se različne strani sveta soočajo z zvezdo ob različnih časih (to je tisto, kar povzroča letne čase). Vendar se včasih ena stran planeta trajno fiksira proti zvezdi in na tej strani je vedno sredi dneva (nasprotna stran ima večno noč). To je znano kot plimovanje.

Če želite, da eden od polov vašega planeta nenehno obrnite se proti soncu (in drugi pol naj bo vedno stran od sonca), razmislite o tem, da bi svoj planet zaklenili s svojo zvezdo z osnim nagibom med 45 ° in 90 °.

However, keep in mind that scientists have only discovered planets orbiting very close to their stars to be tidally locked. Planets further away from their parent stars do not get tidally locked.