Gorący jowisz - Polski Serwis Naukowy

Gwiazda HD 209458 oraz okrążająca ją planeta HD 209458 b – wizja artysty.

Gorący jowisz – klasa planet pozasłonecznych, gazowych olbrzymów, których orbita położona jest blisko macierzystej gwiazdy. Inna stosowana nazwa to planeta klasy Pegaza - (ang. Pegasean planets), która wywodzi się od gwiazdozbioru Pegaza, w którym odkryto jednego z pierwszych gorących jowiszy 51 Pegasi b.

Migracja planetarna to zjawisko zmian orbity planety we wczesnych etapach formowania się układu planetarnego wokół gwiazdy. Jest ono wynikiem złożonych oddziaływań planety z innymi planetami, planetozymalami i gazem w dysku protoplanetarnym.

Merkury – najmniejsza i najbliższa Słońcu planeta Układu Słonecznego. Jako planeta wewnętrzna znajduje się dla ziemskiego obserwatora zawsze bardzo blisko Słońca, dlatego jest trudna do obserwacji. Mimo to należy do planet widocznych gołym okiem i była znana już w starożytności. Merkurego dojrzeć można jedynie tuż przed wschodem lub tuż po zachodzie Słońca.

Charakterystyka

Większość odkrytych do tej pory gorących jowiszów krąży po orbitach znacznie ciaśniejszych niż orbita Merkurego. Szacowany promień orbity niektórych z nich to około 0,05 j.a. Ze względu na krótki okres orbitalny, planety tego typu znacznie łatwiej dostrzec podczas ich tranzytu na tle gwiazdy, niż ciała krążące w większej odległości. Ich orbity mają bardzo mały mimośród, a prawdopodobnie wiele spośród planet wykazuje obrót synchroniczny i zwraca się stale jedną stroną w kierunku gwiazdy. Taka sytuacja powoduje powstanie plamy gorąca na stronie dziennej planety i determinuje układ wiatrów w atmosferze. Zjawisko to stwierdzono po raz pierwszy na powierzchni Ypsilon Andromedae b.

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, składający się z jednego protonu i jednego elektronu.

Linia śniegu – w astrofizyce i planetologii oznacza odległość od protogwiazdy, poza którą w czasie formowania się planet dysk protoplanetarny jest na tyle chłodny, że następuje zestalenie wody, amoniaku i metanu. Temperatura linii śniegu wynosi około 150 K (ok. −120 °C), a jej dokładna wartość zależy od gęstości dysku protoplanetarnego.

Drugą charakterystyczną cechą gorących jowiszów jest ich niska gęstość, która jest wynikiem wysokiej temperatury oraz wiatru słonecznego rozdmuchującego zewnętrzne warstwy atmosfery. Niektóre spośród tych planet doświadczają zjawiska parowania atmosfer - promieniowanie gwiazdy intensywnie „zdmuchuje” wodór i hel z wyższych warstw atmosfery. Powoduje to powstanie gazowej otoczki, rozciągającej się w warkocz, przypominający gigantyczny warkocz kometarny. Zjawisko to zaobserwowano w przypadku tranzytującej planety HD 209458 b. Uważa się, że proces ten może po bardzo długim czasie całkowicie pozbawić planetę atmosfery, pozostawiając nagie jądro, pod wieloma względami podobne do planety skalistej.

Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny, z grupy gazów szlachetnych w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4·10-7% w górnych warstwach atmosfery).

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

Pochodzenie

Teoria planetogenezy sugeruje, że planety-olbrzymy tworzą się poza linią śniegu, w zewnętrznej części dysku protoplanetarnego. Uważa się, że także gorące jowisze nie powstały w swoim obecnym położeniu, lecz na skutek oddziaływań z dyskiem - procesu migracji II typu, już uformowane przywędrowały w pobliże swoich macierzystych gwiazd.

51 Pegasi b (nazwa nieoficjalna: Bellerofont) – planeta pozasłoneczna orbitująca wokół gwiazdy 51 Pegasi. Pierwszy odkryty gorący jowisz i pierwsza planeta krążąca dookoła gwiazdy podobnej do Słońca.

Dysk protoplanetarny jest to zagęszczenie pyłów i gazów wokół młodej gwiazdy w kształcie dysku. Zaczyna powstawać jeszcze przed rozpoczęciem reakcji jądrowej w centrum układu (protogwiazdy). Materia, z której się składa, pochodzi z obłoku wokół gwiazdy.

Do utworzenia planet olbrzymów, jak również do zajścia zjawiska migracji, niezbędna jest obecność gazu w mgławicy, z której tworzy się układ planetarny. To oznacza, że muszą one powstać w czasie rzędu kilku milionów lat, póki gaz nie zostanie rozproszony przez promieniowanie gwiazdy. Planety skaliste formują się w znacznie dłuższym czasie, ~30-100 mln lat. Ostatnie symulacje wskazują, że w układach planetarnych z gorącym jowiszem, planety typu ziemskiego mogą powstać w obrębie ekosfery po zakończeniu wędrówki olbrzyma. Co więcej, proces migracji prowadzi do przemieszczenia bliżej gwiazdy zamrożonych substancji lotnych („lodów”), co oznacza, że powstała planeta może być bogata w wodę.

Warkocz kometarny – strumień gazów i pyłu wydobywający się z komety pod wpływem oddziaływania wiatru słonecznego. Z uwagi na różnorodność wydobywających się z komety substancji, posiada ona dwa odrębne warkocze - gazowy oraz pyłowy, z których każdy skierowany jest w innym kierunku.

Okres orbitalny – czas, jaki jest potrzebny ciału (znajdującemu się na orbicie wokół innego ciała) na pokonanie drogi wzdłuż orbity i powrót do tego samego miejsca. Na przykład, dla Ziemi okres orbitalny wynosi rok. Okresy obiegu planet wokół Słońca można wyliczyć z trzeciego prawa Keplera.

Przypisy

Michel Mayor, Didier Queloz. A Jupiter-mass companion to a solar-type star. „Nature”. Jan;12. 378, s. 355-359, 23 November 1995. doi:doi:10.1038/378355a0.
NASA's Spitzer Sees Day and Night on Exotic World. 12.10.2006.
European astronomers observe first evaporating planet
Martyn J. Fogg, Richard P. Nelson. On the formation of terrestrial planets in hot-Jupiter systems. „Astronomy&Astrophysics”. A&A 461, 1195-1208 (2007), 9 października 2006 (ang.).