Close-In Planets Act como "Bouncers" para criar mundos desonestos

A concepção artística de um planeta desonesto. Crédito - ESO/P. Delorme/Nick Risinger (skysurvey.org)/R. Os planetas Saito/VVV Consortium Rogue soam como viajantes raros entre as estrelas, libertos das restrições gravitacionais de um sistema hospedeiro, deixados para sempre vagando pelo vazio interestelar. Mas os modelos modernos sugerem que estes Planetas Flutuantes Livres (FFPs) como são tecnicamente conhecidos, são realmente muito comuns - dezenove vezes mais comuns do que os planetas além da “linha de neve”, que é a distância da estrela central onde se torna suficientemente frio que compostos de hidrogênio como água, amônia e metano podem condensar-se no gelo. Mas porque é que os FFPs são tão comuns? O que os força a sair dos sistemas estelares onde se formam? Um novo artigo de Xiaochen Zheng do Planetário de Pequim e seus co-autores, disponível em pré-impressão em arXiv, oferece uma explicação plausível - os “saladores” planetários. As teorias atuais de como os FFPs se formam vão desde nuvens de gás isoladas colapsando em um planeta, mas sem massa suficiente para criar uma estrela, até padrões de dispersão de planetas caóticas que disparam planetas em estágio inicial em todas as direções. Segundo o jornal, a segunda ideia está mais próxima da verdade, mas requer um pouco mais de “oomph”. Existem dois tipos comuns de exoplanetas em outros sistemas solares - "Super-Terras" e "Jupiters quentes" quentes que orbitam perto de sua estrela hospedeira, e gigantes gasosos distantes e frios semelhantes a Saturno e Júpiter em nosso próprio sistema solar. Mas, crucialmente, muitas estrelas recém - formadas também se formam com um companheiro, ou binário. E essa estrela companheira pode causar estragos absolutos com o equilíbrio gravitacional do novo sistema planetário. Fraser fala sobre a possibilidade de planetas rebeldes próximos. Através de um processo conhecido como o mecanismo von Zeipel-Lidov-Kozai (vZLK), um corpo distante perturbante, como uma estrela companheira, pode lentamente deformar a órbita de um planeta “frio” - ou seja. uma que orbita uma grande distância da sua estrela hospedeira. Ao longo de milhões de anos, o mecanismo vZLK faz com que a órbita do planeta seja esmagada e esticada até que se torne altamente excêntrica - transformando - a essencialmente num longo mergulho oval. Em uma extremidade deste oval, o planeta "intruso" cruzará caminhos com o sistema solar interno altamente povoado, onde as super-Terras de curto período e Júpiters quentes normalmente residem. Quando as duas órbitas colidem, o palco é definido para um jogo gigante de bilhar cósmico. Os dois planetas não necessariamente têm de colidir diretamente um com o outro, embora isso às vezes aconteça. Mas o que os pesquisadores descobriram foi que, durante um encontro próximo (o que é muito mais provável), os dois planetas trocam energia orbital. Uma vez que o planeta “frio” já tem uma conexão relativamente tênue com sua estrela hospedeira, o pequeno chute gravitacional dessa troca de energia é às vezes suficiente para empurrá-lo para além de sua velocidade de escape, quebrando sua ligação gravitacional com sua estrela hospedeira e criando uma FFP. De acordo com as simulações do autor, os Hot Jupiters são particularmente eficazes neste efeito “bouncer” - eles vão ejetar um intruso Júpiter-massa 80% do tempo. Super-Terras, por outro lado, apenas ejetam planetas intrusos do tamanho de Júpiter cerca de 6,5% do tempo, mas são bons em ejetar outras super-Terras “frias”, iniciando-as no espaço interestelar 52% do tempo. Fraser discute mais sobre o tema dos planetas desonestos. Como se poderia esperar, os planetas internos não se afastam ilesos deste esforço hercúleo. Em alguns casos, a interação gravitacional rouba o planeta interior de tanto de seu momento angular que ele espirala para dentro e é completamente consumido pela estrela hospedeira. Em outros cenários, mesmo que sobrevivam, suas órbitas ficam profundamente marcadas, com inclinações aleatórias, órbitas altamente excêntricas próprias, e às vezes até mesmo viradas completamente de cabeça para baixo. Rasgando ainda mais os números, os autores estimam que cerca de 8% dos FFPs são prováveis de vir deste tipo de “vigilante planetário” interações. Embora isso possa não parecer muito, levar em conta o número de FFPs mostra quão comum pode ser esse tipo de interação. Também destaca o quão dinâmicos, interligados e violentos podem ser os primeiros sistemas planetários. Nós seremos capazes de descobrir muito mais novos FFPs com os próximos telescópios como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, cujos dados fornecerão evidências experimentais para algumas das ideias apresentadas no jornal. Talvez, em algum momento, tenhamos a sorte de ver ativamente um desses primeiros sistemas estelares passando por este processo - e podemos assistir como outro planeta é ejetado na longa noite escura. Saiba mais: X. Zheng et al. - Um Mecanismo Robusto de Lançamento para Planetas Flutuantes Livres de Estrelas Hospedeiras com Planetas Close-in UT - Planetas Rogue podem espargir seus próprios Sistemas Planetários UT - Quantos Planetas Rogue estão na Via Láctea? O telescópio espacial romano vai nos dar uma resposta UT - Rogue Planets são nascidos em Young Star Clusters Andy Tomaswick Andy tem sido interessado em exploração espacial desde a leitura Pale Blue Dot no ensino médio. Um engenheiro que treina, gosta de se concentrar nos desafios práticos da exploração espacial, quer seja livrar-se de percloratos em Marte ou fazer espelhos ultra suaves para capturar dados cada vez mais claros. Quando não escreve ou não faz engenharia, encontra - se entretendo seus quatro filhos, seis gatos e dois cães, ou correndo em círculos para se manter em forma.