Интересно

Данните от Много големия телескоп на ЕЮО: Защо денонощието на CoRoT-2 b се оказа два пъти по-дълго от неговата година

/Поглед.инфо/ Астрофизичният консенсус по отношение на т.нар. „горещи Юпитери“ претърпя сериозен теоретичен трус, след като данни от спектроскопски наблюдения, извършени чрез инфраструктурата на Европейската южна обсерватория (ЕЮО), опровергаха досегашните компютърни модели за динамиката на екзопланетата CoRoT-2 b. Екип от Института за екзопланети към Калифорнийския технологичен институт на НАСА, ръководен от Аврора Кесели, представи пред Американското астрономическо дружество в Пасадена доклад, който директно оспорва догмата за задължителното приливно заключване на обекти в непосредствена близост до родителските им звезди. Анализът на събраните спектрални данни показва, че вместо синхронно въртене, планетата поддържа собствен период на осево въртене от три земни денонощия, докато пълната ѝ орбитална обиколка отнема едва ден и половина. Тази аномалия, изразяваща се в денонощие, което е двойно по-дълго от местната година, рестартира дебатите за атмосферната циркулация и разпределението на термичната енергия в дълбокия космос.

Деж. редактор д-р Румен Петков 3409 прочитания
Данните от Много големия телескоп на ЕЮО: Защо денонощието на CoRoT-2 b се оказа два пъти по-дълго от неговата година

Когато през изминалите десетилетия астрономите започнаха да откриват първите газови гиганти в непосредствена близост до техните слънца, математическите модели изглеждаха подредени и логични. Според класическата небесна механика, когато едно масивно тяло се намира на минимално разстояние от гравитационния си център, приливните сили действат като безмилостна спирачка. Резултатът, според учебниците, винаги е един и същ – приливно заключване, при което планетата се обръща с едната си страна към звездата, превръщайки я в перманентна пещ, докато обратната страна остава в лечен мрак. Този модел бе приложен механично и към CoRoT-2 b – газов гигант, намиращ се на приблизително 695 светлинни години от нашата система. Институционалният комфорт около тази теза обаче бе нарушен от реалните сурови данни, доставени от огледалата на Много големия телескоп (VLT) в Чили.

Вместо очакваната синхронизация, изследователският екип на Аврора Кесели се сблъска с физическа реалност, която не се подчинява на стандартните алгоритми за симулация. Измерванията показват, че планетата извършва едно завъртане около оста си за три земни денонощия, докато орбиталният ѝ период – времето, за което прави пълен кръг около звездата – е наполовина по-кратък, около 1.5 земни дни. Това разминаване не е просто статистическа грешка в рамките на допустимото; то представлява фундаментален структурен парадокс, който променя изцяло разбирането за енергийния баланс на небесните тела. Числата от спектроскопията буквално разбиха на пух и прах досегашните климатични карти, правени по калъп в компютърните лаборатории.

Това изглежда логично за тези, които следят темата в развитие, тъй като CoRoT-2 b от години е сочена като системно изключение в докладите на наблюдателите. Основният проблем, който мъчеше физиците, бе едно специфично, силно изразено топлинно петно в атмосферата на планетата, което според дългогодишните инфрачервени наблюдения показваше перманентно изместване на запад. Според утвърдените динамични модели на газовите гиганти, мощните суперротационни ветрове в екваториалните зони би трябвало да повличат топлината на изток, по посока на планетарното въртене. Западният дрейф на термо-аномалията оставаше необясним и се разглеждаше като досадна аберация на апаратурата или временно атмосферно смущение. Сега обаче става ясно, че аномалията не е в измервателните уреди, а в грешната изходна хипотеза за самото въртене.

Когато денонощието е по-дълго от годината, механиката на флуидите и преносът на топлина в атмосферата настъпват при коренно различни логистични условия. Енергията, доставяна от звездата, не се концентрира в една статична точка, а се разпределя през сложни интервали, които пренареждат векторите на атмосферното налягане. Подобни процеси изискват огромни количества изчислителен ресурс и пренаписване на софтуерните кодове за симулация на екзопланетни атмосфери – задача, която тепърва предстои на екипите в Пасадена и сродните им институти в Европа. Подобни казуси сме разглеждали и в по-ранни анализи на технологичния инструментариум на НАСА, където често теоретичните постановки изпреварват възможностите за експериментално потвърждение и в крайна сметка се провалят при сблъсъка с реалните данни от терен.

Значението на този пробив обаче далеч надхвърля академичния спор за съдбата на един далечен и необитаем газов гигант. Истинският залог тук е методологията, по която се търсят потенциално обитаеми светове, по-специално около червените джуджета тип M – най-разпространените звезди в Млечния път. Тъй като червените джуджета са сравнително хладни и малки, техните обитаеми зони са разположени изключително близо до самата звезда. До момента се приемаше по презумпция, че всяка земеподобна планета в такава орбита ще бъде приливно заключена, което автоматично създава екстремни и сурови климатични условия – вечен ден от едната страна и вечна замръзналост от другата, оставяйки само тесен, граничен пояс за възможен живот.

Данните за CoRoT-2 b обаче показват, че природата разполага с механизми за съхранение на ъгловия момент, които учените все още не разбират напълно. Ако приливното блокиране не е неизбежна съдба за близките орбити, тогава разпределението на топлината, формирането на океанските и атмосферните течения, както и наличието на глобални магнитни полета при планетите около червените джуджета могат да се окажат много по-динамични и благоприятни. Универсалните сценарии за формиране на климата просто спряха да важат. Този студен реализъм принуждава изследователите да признаят, че всяка планетна система изисква индивидуален фактологичен подход, лишен от предварително наложени теоретични щампи. Наблюденията продължават, а индустрията за производство на космическа оптика тепърва ще усеща икономическия ефект от засиленото търсене на по-мощни спектрографи.