Ameerika Ühendriikide teadlased usuvad, et on saanud teada miks ligi veerand “kuumadest Jupiteridest” oma tähe ümber vastassuunas tiirlevad. Antud avastus esitavad väljakutse meie praegusele arusaamale planeetide tekkest ning võib anda vihjeid meie päikesesüsteemi sarnaste süsteemide esinemissagedusest.
Ümberpöörduv kuum Jupiter. Pilt: Lynette Cook
Tänaseks on avastatud rohkem kui 550 eksoplaneeti – planeeti, mis tiirlevad Päikese asemel mõne muu tähe ümber. Mitmeid neist nimetatakse kuumadeks Jupiterideks, sest nende mass sarnaneb selle hiidplaneediga ning nad asuvad oma tähele võrdlemisi lähedal. Siiski on teadlased imestanud selle üle, miks ligi neljandik neist tiirleb ümber oma tähe vastassuunas. See erineb meie päikesesüsteemist, kus planeedid käituvad Päikese soovi järgi – kõigi nende orbiidid järgivad Päikese vastupäeva pöörlemist. Northwesterni Ülikooli teadlased aga arvavad, et nad teavad vastust, kirjutab Physicsworld.com.
Teadlased modelleerisid arvutis lihtsa päikesesüsteemi, kus Päikese-sarnase tähe ümber tiirles kaugel Jupiteri-suurune planeet ning veelgi kaugemal teine suur keha(planeet või pruun kääbus). Kui simulatsioon jooksma pandi, hakkasid kehadevahelised gravitatsioonilised vastastikmõjud muutma lähemal asuva planeedi orbiiti. ,,Need on ülimalt nõrgad gravitatsioonilised häiritused, mis miljonite või isegi miljardite aastate jooksul põhjustavad väikeseid, järk-järgulisi muutusi planeedi orbiidis, ” sõnas uurimisgrupi liige Fred Rasio.
Lõpuks muudab see mõju sisemise planeedi orbiidi sarnaselt meie Jupiteri orbiidiga peaaegu ringikujuliseks ja seejärel ülimalt väljavenitatuks – teekond, mis mõnikord viib planeedi tähele väga lähedale. Seejärel surub tähe gravitatsioon planeeti kokku ning kuumendab seda, mistõttu planeet kaotab orbitaalset energiat ning kahandab selle orbiiti. Teooria osa, mis kirjeldab planeeti tähele lähedal asumist, on ka varem modelleeritud.
Rasio ja kolleegid märkasid aga midagi uut. ,,Need häiritused põhjustasid ka orbiidi kalde muutumise,” selgitas ta. Kaldeks nimetatakse pöörleva tähe pöördemomendi ning planeeti orbitaalse pöördemomendi vahelist nurka. ,,Mõningatel juhtudel kaldus kuuma Jupiteri orbiit niivõrd, et see pöördus täielikult ümber ning hakkas tähe ümber vastassuunas tiirlema,” lisas Rasio.
Võtmeteguriks on siin pöördemoment – suurus, mis on jääv. Kui sisemine planeet liigub oma ringikujuliselt orbiidilt väljavenitatud orbiidile, siis kahaneb selle pöördemoment märgatavalt – sellest tulenevalt suureneb häiriva välise keha pöördemoment sama hulga võrra. See pöördemomendi kadu teeb sisemise planeedi ümberpöördumise palju lihtsamaks. ,,Väikese pöördemomendiga planeedi ümberpööramiseks on vaja võrdlemisi vähe jõudu,” selgitas Smadar Noaz, Rasio kolleeg.
,,See tundub olevat vägagi paljulubav mehhanism,” ütles Cambridge’i Ülikooli teadlane Gordon Ogilvie. ,,Siiski pole päris täpselt teada kui tihedasti selline protsess aset leiab ning kas selle abil saab kirjeldada suuremat osa vaadeldavatest süsteemidest,” lisas ta. Välja on pakutud ka teisi mehhanisme ning võib osutuda, et ümberpööratud kuumadi Jupitere ei põhjustagi ainult üks neist. ,,Nende võimaluste eristamiseks on vaja edasisi teoreetilisi uurimusi,” lausus Ogilvie.
Teadusartikkel “Hot Jupiters from secular planet–planet interactions“