Elpárologhatnak a csillagukhoz túl közel merészkedõ bolygók
2007. december 11., kedd, 9:03
Egy modell alapján a csillagukhoz a Föld átlagos naptávolságának egytizedénél közelebb keringõ exobolygók légköre idõvel teljesen elszökhet.
Fantáziarajz egy párolgó légkörû exobolygóról (NASA)
A Naprendszeren kívüli ismert planéták (exobolygók) jelentõs része a csillagához szokatlanul közel keringõ gázóriás. A modellek alapján ezek az égitestek a csillaguktól messze alakultak ki, majd szomszédaikkal és az õket kialakító korong gázanyagával kölcsönhatásba lépve befelé vándoroltak.
A forró Jupitereknek nevezett bolygókkal kapcsolatban nagy kérdés, hogy a csillagukhoz mennyire közel maradnak stabilak hosszú idõn keresztül. A csillag erõs sugárzása miatt ugyanis légkörük a világûr felé elszökhet. Ha ez a folyamat intenzív és tartósan zajlik, idõvel akár teljesen el is fogyhat az adott bolygó.
Tommi Koskinen és Alan Aylward (University College, London) azt a képzeletbeli távolságot keresték, amelyen belül nem élik túl a planéták a központi égitest sugárzását. Modelljükben a Jupitert, illetve egy olyan hozzá hasonló hipotetikus óriásbolygó légkörét tanulmányozták, amely a Naphoz nagyon közel keringene.
Bár a csillaghoz közel egyre erõsebb sugárzás éri az exobolygókat, a melegedés ellen többféle módszerrel "védekezhetnek". Ilyen például a tengelyforgás és a szelek hatása, amelyek a nappali oldal forró gázait idõvel a sötét, éjszakai oldalra juttatják, ahol azok kisugározzák a hõt. A forró Jupiterek nagy része ugyanis kötött tengelyforgású, azaz mindig ugyanazt az oldalát fordítja csillaga felé. Még fontosabb a H3+ ionok hatása, amelyek kétatomos hidrogénmolekulákból képzõdnek, és hatékonyan verik vissza a napsugárzást.
Minél közelebb kerülne a Jupiter a Naphoz, annál több ilyen ion képzõdne légkörében - azaz egyre hatékonyabban verné vissza a Napból érkezõ hõsugarakat. Mindez azonban körülbelül 0,15 CSE-ig mûködik jól (1 CSE, azaz csillagászati egység a Föld átlagos naptávolságát, mintegy 150 millió km-t jelent). A modell szerint ha 0,14-0,16 CSE-nél is beljebb található a bolygó, az ott jellemzõ erõs sugárzás miatt a kétatomos hidrogénmolekula nem stabil, így belõle H3+ sem képzõdhet - tehát nincs többé a sugárzást visszaverõ anyag.
Fantáziarajz a csillagához túlságosan közel mozgó HD209458b jelû exobolygóról, amelynek légköre az erõs besugárzástól folyamatosan anyagot veszít (Alfred Vidal-Madjar, ESA)
A kis csillagtávolság miatt a légkör felmelegszik, kitágul és a gáz gyorsan szökik el a világûrbe. A Nap esetében tehát egy közel 0,15 CSE-nél beljebb keringõ óriásbolygó idõvel akár teljesen el is fogyna. A fenti határ a nagyobb tömegû és felszíni hõmérsékletû csillagoknál egyre távolabb húzódik - tehát egyre könnyebben kerülne a kritikus zónába egy forró Jupiter típusú exobolygó. Ugyanakkor a nagyobb tömegû csillagok élettartama rövidebb, tehát rövidebb perióduson keresztül erodálják a planéták légkörét. A nagy kérdés, hogy az erõsebb sugárzás miatti intenzívebb anyagvesztés a domináns hatás, avagy az számít jobban, hogy a rövidebb élettartam miatt rövidebb a fenti anyagvesztési idõszak - ez a kettõ együttesen határozza meg, hogy meddig "maradhat életben" a kérdéses planéta.
Informatika és tudomány
