Ky ekzoplanet rrotullohet rreth poleve të yllit të tij

Në vitin 1992, përpjekja e njerëzimit për të kuptuar universin bëri një hap të rëndësishëm përpara. Në atë kohë astronomët zbuluan ekzoplanetët e parë. Ata quhen Poltergeist dhe Phobetor , dhe ata orbitojnë një pulsar rreth 2300 vite dritë larg.

Edhe pse menduam se duhet të kishte planetë të tjerë rreth yjeve të tjerë dhe të gjitha ekskluzivitetet e fantashkencës ishin ndërtuar mbi këtë ide, ne nuk e dinim me siguri dhe nuk mund ta supozonim se ishte e vërtetë. Një vështrim i shpejtë në historinë njerëzore tregon se sa të gabuara mund të jenë supozimet tona për natyrën.

Që atëherë, falë kryesisht misioneve Kepler dhe TESS të NASA-s, një vërshim i zbulimeve të ekzoplaneteve ka konfirmuar supozimet tona për planetët në sisteme të tjera diellore. Por ndërsa supozuam se sistemet e tjera diellore do të ishin shumë të ngjashme me tonat – nuk kishim asgjë tjetër për të kaluar – 5000+ ekzoplanetet që kemi zbuluar na kanë treguar marrëzinë e supozimeve tona.

Ne nuk mund të fajësohemi për supozimin se sistemet e tjera diellore do të ishin të ngjashme me tonat. Ka kuptim që planetët shkëmborë do të ishin më afër yllit, dhe gjigantët e gazit dhe gjigantët e akullit do të ishin më larg. Edhe kufiri i këndshëm i rregulluar i siguruar nga rripi kryesor i asteroidëve ka kuptim. Gjithashtu ka kuptim që planetët do të rrotullohen rreth yllit të tyre në ekliptikë me një ndryshim të vogël, ashtu si planetët në sistemin tonë.

Por në vend të kësaj, astronomët kanë gjetur një mbizotërim të gjigantëve të gazit, duke përfshirë Jupiterët e nxehtë. Në fakt, ekzoplaneti i parë i zbuluar rreth një ylli të ngjashëm me diellin ishte një Jupiter i nxehtë që rrotulloi yllin e tij në vetëm katër ditë. Shumë prej tyre mund të shkumësohen me paragjykimet e zbulimit në metodën e tranzitit, e cila përbën shumicën e zbulimeve të planetit.

Supozimet tona rreth sistemeve të rregullta diellore të ngjashme me tonat janë mirë në pasqyrën tonë të pamjes së pasme tani, pasi kemi zbuluar ekzoplanetë në orbita jashtëzakonisht të çuditshme, ekzoplanetë në vende që nuk i prisnim kurrë, si në orbitën rreth xhuxhëve të bardhë dhe planetë kaq të çuditshëm sa shiu i shkrirë prej hekuri mund të bjerë nga qielli.

Por ka një nënklasë ekzoplanetësh që po tërheq më shumë vëmendje nga shkencëtarët e ekzoplaneteve. Këta planetë janë në orbita polare rreth yjeve të tyre. Një ekip astronomësh ka gjetur një tjetër dhe zbulimi kërkon një shpjegim.

Astronomët përdorin efektin Rossiter-McLaughlin për të përcaktuar se në cilën mënyrë rrotullohet një yll dhe nëse një ekzoplanet është në një orbitë polare. Ai bazohet në zhvendosjen e kuqe dhe bluzën. Ana e një ylli që rrotullohet drejt nesh po na afrohet dhe drita nga ajo pjesë e diellit do të kalojë në blu. Ana që rrotullohet larg nesh e zhvendos dritën e saj në të kuqe. Ndërsa një planet kalon përpara yllit, ai ndikon në zhvendosjen dhe astronomët mund të matin efektin.

Studiuesit prezantuan punën e tyre në një punim të ri që do të botohet në revistën Astronomy and Astrophysics. Ai titullohet “Një planet polar i fryrë: Jupiteri me densitet të ulët dhe të nxehtë TOI-640 b është në një orbitë polare”. Autori kryesor është Emil Knudstrup, një Ph.D. student në Departamentin e Fizikës dhe Astronomisë në Universitetin Aarhus, Danimarkë. Një tjetër nga autorët, Simon Albrecht, është i njohur për kërkimin e ekzoplaneteve në orbita polare dhe është autor dhe bashkëautor i punimeve të tjera mbi këtë temë.

TOI-640 është një yll i tipit F të sekuencës kryesore. Është rreth 1.5 herë më masiv se dielli dhe rreth dyfishi i rrezes. Ylli është rreth 2 miliardë vjet i vjetër dhe është rreth 1115 vite dritë larg nesh. TOI-640 është një yll binar dhe shoqëruesi i tij është një xhuxh i kuq.

TOI-640 b është një Jupiter i nxehtë dhe i fryrë. Ai ka rreth 60% të masës së Jupiterit dhe një rreze prej rreth 1.7 të masës së Jupiterit. Por ajo që e bën planetin të dallohet është pjerrësia e tij yjore. Pjerrësia yjore është ndryshimi midis boshtit të rrotullimit të një ylli dhe orbitës së planetëve të tij. TOI-640 ka një pjerrësi yjore prej 184 ± 3°. Kjo do të thotë se planeti TOI-640 b është në një orbitë polare rreth yllit.

Dhe TOI-640 b nuk është i vetmi.

Ka shumë planetë të tillë për t’i injoruar ato si parregullsi. Hulumtimet tregojnë se ndërsa shumica e Jupiterëve të nxehtë ndjekin orbita në linjë me yllin e tyre, një numër i konsiderueshëm kanë orbita të gabuara. Ata me orbita të gabuara priren të kenë orbita polare.

Është interesante që orbitat e gabuara nuk e përfshijnë gamën e pjerrësive. Në vend të kësaj, ata priren të grumbullohen në orbita polare, gjë që nuk mund të jetë një rast. Në një punim të vitit 2021 të titulluar “Një mbizotërim i planetëve pingul”, autorët shkruan se “grumbullimi i orbitave polare është një e dhënë për proceset e panjohura të ngacmimit dhe evolucionit të pjerrët”.

Në të njëjtin dokument të vitit 2021, studiuesit përshkruan katër shkaqe të mundshme për planetët në orbita polare dhe pse ekziston një tendencë që planetët e gabuar të hyjnë në orbita polare.

Shpërndarja e baticës: Astronomët mendojnë se TD zakonisht do të zbehë pjerrësinë, por në disa raste, mund të shkaktojë që pjerrësia të zgjatet në 90°. Kjo ndodh kur amortizimi dominohet nga shpërndarja e valëve inerciale të shtyra në zonën konvektive nga forcat Coriolis. Por disa yjeve me planetë në orbita polare u mungojnë zona konvektive, dhe të tjerë kanë ndarje kaq të gjera midis tyre dhe planetëve të tyre sa efekti i TD është i papërfillshëm.

Mekanizmi Kozai: Këto janë ndërveprime midis një ylli dhe planetit të tij dhe një trupi të tretë të quajtur perturber. Mund të ndikojë në prirjen dhe ekscentricitetin dhe madje mund t’i kthejë planetët në orbita retrograde ose prograde. TOI-640 ka një yll partner xhuxh të kuq i cili mund të veprojë si një perturber.

Kryqëzimi i rezonancës laike: Kjo ndodh në fillim të historisë së sistemit diellor kur disku është ende i spikatur. Rezonanca midis planetit tranzit dhe një shoqëruesi të jashtëm zvogëlon masën e diskut. Eksiton pjerrësinë e planetit të brendshëm dhe e shtyn atë në 90°.

Deformim magnetik: Kjo mund ta anojë të gjithë diskun protoplanetar drejt një orientimi pingul. Por gjëra të tjera mund ta kundërshtojnë atë, si frenimi magnetik dhe erërat e diskut.

Autorët theksojnë se këta mekanizma mund të shpjegojnë disa nga orbitat polare që ata shohin, por jo të gjitha. “Ndërsa këta mekanizma mund të jenë në gjendje të shpjegojnë pjesë të shpërndarjes së vëzhguar, ata nuk duket se janë në gjendje të riprodhojnë plotësisht vëzhgimet individualisht,” shkruajnë ata.

Por të gjithë këta mekanizma mund të përbëjnë planetë në orbita polare. Natyra nuk ka nevojë të mbështetet vetëm në njërën prej tyre. “Do të ishte interesante të rritet madhësia e mostrës dhe të zgjerohet hapësira e parametrave për të provuar nëse këta mekanizma funksionojnë së bashku në lloje të ndryshme sistemesh që strehojnë lloje të ndryshme planetësh,” shkruajnë ata.

Ndërsa astronomët mësojnë më shumë rreth sistemeve të tjera diellore, detajet se cilët mekanizma dominojnë në çfarë kohe dhe në çfarë kushtesh do të bëhen më të qarta. Ndoshta zbulimet e tyre do të testojnë më shumë nga supozimet tona rreth sistemeve të tjera diellore.