Hvis du setter en stor svart stein ute i solen i noen timer, så går og berører den, ville du forvente at den varmeste delen av berget var den som vendte mot solen, ikke sant? Når det gjelder eksoplaneter, vil forventningene dine bli trosset. En ny analyse av et godt studert eksoplanetært system avslører at en av planetene - som ikke er en stor svart stein, men en Jupiter-aktig bensinball - har den varmeste delen motsatt av stjernen.
Systemet til Upsilon Andromedae, som ligger 44 lysår unna Jorden i stjernebildet Andromeda, er et mye studert planetsystem som går i bane rundt en stjerne litt mer massivt og litt varmere enn vår sol.
Den nærmeste planeten til stjernen, upsilon Andromeda b, var den første eksoplaneten som fikk temperaturen tatt av Spitzer-romteleskopet. Som vi rapporterte tilbake i 2006, antok upsilon Andromeda b å være tidlig låst til stjernen og vise tilsvarende temperaturendringer når den gikk rundt vertsstjernen. Det vil si at når det gikk bak stjernen fra vårt perspektiv, var ansiktet varmere enn da det var foran stjernen fra vårt perspektiv. Enkelt nok, ikke sant? Disse opprinnelige resultatene ble publisert i en artikkel i Vitenskap 27. oktober 2006, tilgjengelig her.
Som det viser seg, er ikke dette temperaturendringsscenariet tilfelle. UCLA-professor i fysikk og astronomi Brad Hansen, som er medforfatter på både 2006-artikkelen og oppdaterte resultater, forklarer: "Den opprinnelige rapporten var basert på bare noen timer med data, tatt tidlig i oppdraget, for å se om slikt en måling var til og med mulig (det er nær grensen for instrumentets forventede ytelse). Siden observasjonene antydet at det var mulig å oppdage, fikk vi en større mengde tid til å gjøre det mer detaljert. ”
Observasjoner av upsilon Andromedae b ble tatt med Spitzer igjen i februar 2009. Når astronomene var i stand til å studere planeten mer, oppdaget de noe rart - akkurat hvor varm planeten var da den passerte foran stjernen fra vårt perspektiv var mye varmere enn da det gikk bak, akkurat det motsatte av hva man kan forvente, og motsatt av resultatene de opprinnelig publiserte. Her er en lenke til en animasjon som hjelper deg med å forklare denne underlige funksjonen på planeten.
Det astronomene oppdaget - og ennå ikke har forklart fullt ut - er at det er et "varmt sted" omtrent 80 grader motsatt av planetens ansikt som er rettet mot stjernen. Med andre ord, det varmeste stedet på planeten er ikke på den siden av planeten som mottar mest stråling fra stjernen.
Dette i seg selv er ikke en nyhet. Hansen sa: ”Det er flere eksoplaneter observert med varme flekker, inkludert noen hvis flekker er forskjøvet i forhold til stedet mot stjernen (et eksempel er det meget godt studerte systemet HD189733b). Den viktigste forskjellen i dette tilfellet er at skiftet vi observerer er det største som er kjent. "
Upsilon Andromedae b passerer ikke foran sin stjerne fra utsiktspunktet vårt på jorden. Omløpet er skråstilt med omtrent 30 grader, så det ser ut til å passere "under" stjernen når det kommer rundt fronten. Dette betyr at astronomer ikke kan bruke transittmetoden for exoplanetary studie for å få et håndtak på bane, men heller måle slepebåten som planeten utøver på stjernen. Det er bestemt at upsilon Andromedae b går i bane omtrent hver 4,6 dag, har en masse 0,69 som Jupiter og er omtrent 1,3 Jupiter-radier i diameter. For å få et bedre inntrykk av hele systemet med upsilon Andromedae, se denne historien vi kjørte tidligere i år.
Så hva, nøyaktig, kan være årsaken til dette bisarre plassert varme stedet på planeten? Papirforfatterne antyder at ekvatorialvind - omtrent som på Jupiter - kan overføre varme rundt planeten.
Hansen forklarte: “På det understjernepunktet (det som er nærmest stjernen) er mengden stråling som blir absorbert fra stjernen størst, så gassen der blir mer oppvarmet. Det vil derfor ha en tendens til å flyte bort fra den varme regionen mot kalde regioner. Dette kombinert med rotasjon vil gi en "handelsvind" -lignende struktur til gasstrømmen på planeten ... Den store usikkerheten er hvordan den energien til slutt blir spredt. Det faktum at vi observerer et hot spot på omtrent 90 grader antyder at dette skjer et sted i nærheten av "terminatoren" (dagen / nattkanten). På en eller annen måte strømmer vinden rundt fra det underliggende stjernepunktet og forsvinner deretter når de nærmer seg nattsiden. Vi spekulerer i at dette kan være fra dannelsen av en slags sjokkfront. ”
Hansen sa at de er usikre på hvor stort dette varme stedet er. “Vi har bare et veldig grovt mål på dette, så vi har modellert som to halvkule - en varmere enn den andre. Man kan gjøre stedet mindre og gjøre det tilsvarende varmere, og du vil få samme effekt. Så man kan bytte ut spotstørrelse kontra temperaturkontrast mens du fremdeles samsvarer med observasjonene. ”
Det siste papiret, som er medforfatter av medlemmer fra USA og Storbritannia, vil vises i The Astrophysical Journal. Hvis du ønsker å gå utenfor og se stjernetilværelsen Andromedae, her er et stjernekart.
Kilde: JPL Pressemelding, Arxiv her og her, e-postintervju med professor Brad Hansen.
