Megkérdőjelezi a magányos forró jupiterekről alkotott képet az Indianai Egyetem munkatársainak kutatása és új mechanizmusokat mutat be az exobolygók fejlődésének megértéséhez. Amíg a mi Jupiterünk messze kering a Naptól, a forró jupiterek olyan közel keringenek a saját csillagukhoz, hogy akár kevesebb mint 10 földi nap alatt megkerülik. Korábbi tanulmányok szerint ritkán található a közelükben másik bolygó, amiből többen arra következtettek, hogy a forró jupiterek olyan heves folyamatokon keresztül keletkeztek és fejlődtek, ami miatt más bolygók nem tudtak megmaradni a környezetükben. Az új kutatási eredmények viszont rávilágítanak, hogy a forró jupiterek mégsem keringenek mindig magányosan.

A WASP-79b forró jupiter illusztrációja (Forrás: NASA / ESA / L. Hustak (STScI))

Songhu Wang adjunktus elmondása szerint a forró jupiterek egy része nem keletkezhetett heves folyamatokon keresztül. A kutatásban a NASA Kepler küldetésének négyéves adatsorát analizálták. Az eredményeik szerint a meleg jupiterek keringési ideje hosszabb, általában 10 és 300 nap között változik. A vizsgálat során tranzitidő-változás (TTV) módszert alkalmaztak és megállapították, hogy a forró jupiterek legalább 12%-ának, illetve a meleg jupiterek legalább 70%-ának van közeli bolygószomszédja.

Wang és kollégái eredményeiket a korábbi megfigyelések alapján felállított határokkal összevetve új elméletet javasolnak a forró és meleg jupiterek fejlődésére, valamint arra, miért van némelyiknek kísérő bolygója. Megállapították, hogy a forró és meleg jupiterek környezeti felépítése a rendszerben levő gázóriások jelenlétével függ össze, ami befolyásolja a bolygók kölcsönhatásait és pályavándorlásait.

Az új elméleti keretrendszer néhány lehetséges fejlődési modellje (Forrás: Dong-Hong Wu et al., 2023)

Az új elméletben bemutatnak néhány lehetséges módot a forró jupiterek olyan kialakulására, hogy közben a közelükben keringő bolygótársaik se lökődjenek ki a rendszerből. A fenti ábrán legfelül látható eset egy szélsőséges eset, aminek során nagyon nyugodt dinamikai fejlődés történik, a forró jupiter erősebb bolygó-bolygó kölcsönhatások nélkül megtartja kicsi pályaexcentricitását és a szomszédos bolygók is megmaradnak. Egy másik szélsőséges eset látható legalul, ahol kettő vagy több, a korong külső területein kialakult gázóriás nagy excentricitású pályavándorlást indít el. A hideg jupiterek közti dinamikai kölcsönhatások következtében az egyik gázóriás extrém excentrikus pályára kerül, közeli bolygószomszédjait kilökve a rendszerből. A gázóriás pályája idővel körösödik és kialakul egy izolált forró jupiter. A kettő szélsőséges eset között két példarendszert is illusztráltak, amik során a meleg jupiterek pályaexcentricitása lecsökkenhet és beljebb vándorolhatnak, forró jupiterekké alakulva.

Az ilyen kutatások egyik fő célja, hogy be tudjuk illeszteni a saját Naprendszerünket a teljes Univerzumba. Vajon mennyire egyedi a mi rendszerünk? Ez is hozzásegít ahhoz, hogy megértsük, a mi Naprendszerünkben miért nincsen forró jupiter.

Forrás: IU