Asya dışında neden bu kadar çok Neptün var?
Kaçıklık krizi, Asya dışında pek çok Neptün olduğunu açıklıyor.
1992'de ilk dış gezegenin keşfinden bu yana geçen on yıllarda, güneş sistemimizin gerçekten tuhaf olduğunu fark ettik. Bir yıldızın etrafında dönen, birkaç gün içinde dönebilen sıcak Jüpiter gibi bir gaz devi gezegen ve Samanyolu'ndaki en yaygın gezegen türü olan alt Neptün de yoktur. En önemlisi, Neptün altı eksikliği, karasal gezegenler ile Neptün benzeri gezegenler arasındaki geçişi anlamamızı ciddi şekilde engelliyor.
Kepler Uzay Teleskobu, 2009'dan 2018'e kadar gözlemler gerçekleştirdi ve yaklaşık 1.000 gezegen alt-Neptün olarak sınıflandırılan 2.600'den fazla dış gezegen keşfetti. Ancak Neptün benzeri gezegenler oldukça nadirdir, ancak Neptün benzeri gezegenler yalnızca biraz daha büyüktür. Bu yarıçaplı uçurum (Şekil 1) Neptün'ün altından (yarıçap < 3R, burada R dünyanın yarıçapıdır) ve Neptün (yarıçap > 3R) ayrı. Grafikteki kesik çizgide bu kadar keskin bir düşüşe neden olan nedir? Çağdaş yazarlar bu konuyu araştırdılar.
Şekil 1. Dış gezegenlerin yarıçap dağılımı. İki gri çubuk, iki farklı araştırma projesini temsil eder. Yarıçaplı uçurum, 3 R yakınında kesikli bir çizgi ile gösterilir.
Önceki modelin dezavantajları
Büyük gaz gezegenleri temelde ... evet ... gazdan oluşur. Özellikle çoğu hidrojen molekülleridir, H2. Uranüs ve Neptün gibi daha küçük gazlı gezegenler, ahşap ve toprak gibi gezegenlerden daha büyük oranda helyum ve metan içerir. Ancak atmosferik bileşimleri hala ilkel hidrojendir. Bu nedenle, Neptün yarıçapı altındaki hataların önceki açıklaması, esas olarak hidrojen atmosferinin karı ve zararına odaklandı.
Güneş sistemindeki gaz devi gezegenlerin atmosferik bileşimi
Jüpiter ve Satürn'ün atmosferleri esas olarak hidrojenden oluşur.Derin atmosferdeki yüksek basınç altında, hidrojen metalik hidrojene dönüştürülür. Neptün ve Uranüs daha soğuk ve daha küçüktür, buzla kaplıdır ve atmosferleri Jüpiter ve Satürn'den daha fazla helyum ve metan içerir.
Bir modelde, araştırmacılar, gezegenin atmosferi ne kadar kalınsa (çekirdek kütlesi aynı olduğunda), sıyrılmasının o kadar kolay olacağını öne sürdüler. Ancak bu model geniş kütle aralığını ve "Neptün'ün sistem dışındaki" yarıçapındaki ani farkı aynı anda açıklayamaz. Diğer araştırmacılar diğer tarafa odaklanıyorlar - öngezegensel disk dağıldıkça, aynı zamanda daha fazla atmosfer oluşturuyor. Gezegensel diskin ortadan kalkmasıyla birlikte, gezegenin atmosferinin kaynağı da kaybolur ve gezegenin büyümesi de kesilir. Bununla birlikte, bu model gezegensel diskin doğası ve yaşamıyla yakından ilişkili olduğu için, bu model muhtemelen yarıçaptaki ani farklılıklar sorununa genel bir çözüm değildir. Peki nasıl açıklanmalı?
Aktif bir gezegen çekirdeği
Önemli bir hipotez, gezegensel çekirdeklerin hem kimyasal hem de termal olarak inert olduğu şeklindeki önceki iki açıklama ile uyumludur. Başka bir deyişle: atmosferle hiçbir şekilde etkileşime girmez. Bununla birlikte, dünyamızı örnek alırsak, sıcak hava yolundaki ısı radyasyon dalgalarından su ve karbon döngülerinin varlığına kadar hepsi, inert çekirdeğin geçerli bir hipotez olmayabileceğini göstermektedir (her ne kadar dünyanın yapısı gaz devi gezegenden farklı olsa da).
Bugün yazar, gezegenin çekirdeğinin atmosferle etkileşime girmediği hipotezini reddetti. Ek olarak, gaz devinin derin atmosferi, çekirdeğinin soğumasını izole edip yavaşlatarak magma okyanusunun doğrudan atmosferle temas etmesine izin verir. Yazar, hidrojenin magma içindeki çözünürlüğünün basınç ve sıcaklık gibi çeşitli atmosferik özelliklere nasıl bağlı olduğunu incelemeye devam etti.
Henry yasası) yüksek basınç nedeniyle. Bu nedenle, atmosfere daha fazla gaz girdikçe ve giderek daha fazla H2 magmaya karıştıkça, gezegenin genel yarıçapı artık büyümez. Araştırmacılar, H2'nin yüksek basınç altında bu doğrusal olmayan çözünme özelliğini "kaçaklık krizi" olarak adlandırıyorlar. Buradaki kaçaklık, bir gazın bitişik sıvılar içinde çözülme yeteneği anlamına gelir. Araştırmacılar, yarıçapı 2-3 R olan çok sayıda alt Neptün (Neptün altı?) Olduğunu keşfettiler çünkü bu gezegenlerin atmosferik basıncı H2'yi magmaya çözme gereksinimlerini karşılıyor. Daha sonra, magma doyduğunda ve artık H2'de çözünmediğinde, gezegenin yarıçapı artmaya devam edecektir. Bununla birlikte, doyma noktasına ulaşmak için yeterli gazı olan gezegenler nadirdir. Bu nedenle, bir yarıçaplı uçurum (yarıçaplı uçurum) vardır.
Şekil 3, Şekil 1 ile aynıdır, ancak yazarın simülasyon sonuçları da eklenmiştir. Siyah çizgi, magmaya girmeyecek olan inert gazı gösterir. Mavi çizgi, basınç arttıkça H2'nin Henry yasasına göre magma içinde doğrusal olarak çözündüğünü gösterir. Kırmızı çizgi, yazarın çalışmasını gösterir.Doğrusal olmamayı hesaba katar ve şekilde noktalı çizgi ile gösterilen yarıçap sınırına sahiptir.
Alt Neptün'ü daha eksiksiz tanımlayın
Bugünkü makale, ilginç fenomenleri açıklamak için varsayımları yeniden gözden geçirmenin ve dış faktörleri dikkate almanın önemini göstermektedir. Yazarlar, Neptün ve Sub-Neptün'ü ayıran radyal uçurumu kopyalamış olsalar da, gelecekteki araştırmaların devam etmesi gerektiğini belirtiyorlar. Neptün altı derinliklerinde, magma içinde H2'nin gerçek çözünürlüğü hakkında deneysel veri yoktur, çünkü magmayı tutacak topraklanmış bir kap yoktur. Yazar bunun yerine daha düşük sıcaklık ve barometrik ölçümlerden çıkarım yaptı. Ek olarak, magma-atmosfer arayüzü sert bir arayüz olmayabilir, aksine bulanık olabilir ve bu da H2'nin magmaya dönüşme şeklini değiştirebilir. Son olarak yazar, farklı çekirdek kompozisyonların da magmanın atmosferle etkileşimini değiştirebileceğine işaret ediyor.
İşin iyi yanı, yazarın doğrusal olmayan H2 çözünme modeli, yarıçaplı uçurumların dikliği, gezegen disklerinden bağımsızlık ve Neptün altı atmosferinde bulunan moleküllerin oranı gibi birçok tahmin yaptı. TESS'ten gelecek veriler, gökbilimcileri bu en son hipotezi test etmeye ve gezegenlerin nasıl oluştuğunu daha iyi anlamamıza yardımcı oldu.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Akrobitler- Yao, Berry, Çalışan mavi-turuncu elf, kuş
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
