破片に引き裂かれ、外惑星は痛みを伴う死に苦しむ

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2008年に発見されたWASP-12bは、これまでに発見された400個程度の太陽系外惑星の中で真の異常値です。特に巨大である(それは木星とは異なり、ガスの巨人である)ことも、そのホームサン(ホストスター)が特に変わっていること(それは私たち自身の太陽にかなり似ている)ではありませんが、ホームサンに非常に近く、かなり大きいこれまでに発見された他のどのガス巨人よりも。

最近の研究の結果は、WASP-12bが非常に珍しい理由を説明しています。私達はそれがそれを軽食しているそのホームサンの手で痛い死を遂げるのを見ています。

「天文学者が惑星の進行中の混乱と死の行進を目撃しているのはこれが初めてです」と、カリフォルニア大学サンタクルーズ校のダグラスN.C.リン教授は言います。リンは新しい研究の共著者であり、研究に深く関わっていた北京大学のカブリ天文学および天体物理学研究所(KIAA)の創設ディレクターです。

この研究は、中国国立天文台のShu-lin Liが主導しました。 KIAAの卒業生であるLiと研究チームは、惑星の観測データを分析して、その親星の重力がサイズを膨張させ、急速な溶解に拍車をかけていることを示しました。

WASP-12bは、これまでに発見されたほとんどの既知の太陽系外惑星のように、大きく、ガス状で、木星や土星に似ています。ただし、木星、土星、または他のほとんどの太陽系外惑星とは異なり、地球は太陽の75倍、つまり150万kmを超えて、非常に近い距離で本太陽を周回しています。また、天体物理学モデルが予測するよりも大きいです。その質量は木星よりも約50%大きく、80%大きく、木星の体積の6倍と推定されています。また、日中の気温が2500°Cを超え、異常に乾きがちです。

研究者によると、何らかのメカニズムが、この惑星をそのような予想外のサイズに拡大する原因となっているに違いない。彼らは、WASP-12bで観測された効果を生み出すのに十分なほど強い潮汐力に分析を集中させました。

地球上では、地球と月の間の潮汐力により、局所的な海面水位が適度に1日2回上下します。しかし、WASP-12bはそのホームサンに非常に近いため、重力は巨大です。惑星に作用する途方もない潮汐力は、惑星の形状をラグビーやアメリカンフットボールのようなものに完全に変えます。

これらの波はWASP-12bの形状を歪めるだけではありません。惑星を連続的に変形させることにより、それらはまた、その内部に摩擦を作成します。摩擦により熱が発生し、惑星が膨張します。 「これは、内部加熱(または「潮汐加熱」)が惑星を現在のサイズに押し上げる原因となっているという直接的な証拠があるのは初めてです」とLinは言います。

研究者によると、WASP-12bは巨大なため、早期の終焉に直面しています。実際、そのサイズは問題の一部です。それは、そのホームサンの重力の引っ張りに抗してその質量を保持することができないほどに膨らんでいます。この研究の筆頭著者であるLi氏は、次のように説明しています。この速度では、惑星はそのホスト星によって約1000万年で完全に破壊されます。これは長い時間のように聞こえるかもしれませんが、天文学者にとってそれは何もありません。この惑星の寿命は、現在の地球の年齢の500分の1未満です。」


この画像について:

巨大なガス巨大WASP-12bは紫色で示され、透明な領域はその大気を表しています。ガスの巨大惑星の軌道はやや非円形です。これは、システムに目に見えない低質量の惑星が茶色で示されている可能性があり、より大きな惑星の軌道を混乱させていることを示しています。ガスジャイアントの大気からの質量が引き離され、赤で示されているように、星の周りに円盤を形成します。

WASP-12bから剥ぎ取られた材料は、親の星に直接落下しません。代わりに、それは星の周りにディスクを形成し、ゆっくりと内側に螺旋を描きます。 WASP-12bの軌道運動の注意深い分析は、円盤内の2番目の低質量惑星の重力の状況証拠を示唆しています。この惑星は、おそらく地球の大規模なバージョン、いわゆる「スーパーアース」です。

惑星物質の円盤と埋め込まれた超地球は、現在利用可能な望遠鏡施設で検出可能でなければなりません。それらの特性を使用して、神秘的な惑星WASP-12bの歴史と運命をさらに制約することができます。

KIAAに加えて、WASP-12b研究のサポートは、NASA、ジェット推進研究所、および全米科学財団から来ました。 LiとLinに加えて、カリフォルニア大学サンタクルーズ校のJonathan Fortney教授と大学院生のNeil Millerが共著しています。

出典:KIAA; Natureの2月25日号に掲載された論文は、「WASP-12bが扁長で膨張し、潮汐散逸から惑星を破壊すること」です(arXiv:1002.4608がプレプリントです)。

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