目前流行的木星命运的公认理论是什么?


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众所周知,许多炽热的木星的一个主要特征是它们非常靠近其母恒星,通常等同于处于水星轨道内。因此,这些行星是天然气巨人,非常热(因此属于其类别)。

但是,一些发现导致人们质疑这些行星的命运。

示例1:HD 209458b,又名“ Osiris”

根据美国宇航局(NASA)页面“垂死的行星泄漏碳氧,奥西里斯所做的不只是“蒸发”,它还从地球上发现了碳,氧以及氢在行星后壳中的氢泄漏。文章中指出了碳和氧的重要性:

尽管在木星和土星上已观察到碳和氧,但它们始终以甲烷和水的组合形式存在于大气深处。在HD 209458b中,化学物质被分解为基本元素。但是在木星或土星上,即使作为元素,它们在大气中仍将保持看不见的低位。它们在HD 209458b的高层大气中可见,这一事实证实了大气“吹散”的发生。

文章指出,奥西里斯很可能会成为假想的系外行星,称为Chthonian,定义在“热木星的蒸发速率和Chthonian行星的形成”中(Hebard等,2003)。

由以前的热木星的剩余中心核构成的新一类行星

它们的大小与地球相似,但密度更大。

示例2:CoRoT-7b

根据NASA的文章“最像地球的系外行星开始是瓦斯巨人”,CoRoT-7b是一个地球大小的行星,通常会发现一个热的木星,他们将其描述为

杰克逊说,这颗恒星比地球更接近恒星,比地球近60倍,因此恒星看上去比太阳在天空中的恒星要大360倍。结果,地球表面经历了极高的加热,白天可能达到华氏3,600度CoRoT-7b的体积(比地球大70%)和质量(是地球的4.8倍)表明,世界可能是由岩石材料制成的。

白天的高温意味着行星的面向恒星的一面很可能融化,任何微弱的大气也被炸掉。科学家们估计许多地球物质可能已经沸腾了。似乎质量的下降还导致行星被拉近与恒星-导致蒸发掉更多的物质,因此质量下降。

总结本文中的科学家:

你可以说,这颗行星在我们眼前消失了,”

问题

由于这些只是可能过程的两个例子,问题是,关于热木星系外行星的命运,目前公认的理论是什么?

这也可能是我们的太阳系中不存在热木星的原因吗?


我只想添加Kepler-70b(en.wikipedia.org/wiki/Kepler-70b)和Kepler-70c(en.wikipedia.org/wiki/Kepler-70c)作为已经相遇的热木星的另外两个例子命运相似,最终成为Chthonian行星。
Astrid_Redfern

Answers:


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这是一个相当大的问题,因为它很大程度上取决于“热木星”的实际定义。什么是“热”?什么是“木星”?实际上,行星质量和距其母恒星的距离是连续的,并且在文学作品中,您通常会看到对“海王星热”,“土星热”的引用。

关于巨型行星如何形成的主要理论是,它们首先从超过冰线的岩石和冰中聚结,冰线是距水变成固体的母星的距离。这个距离大约是火星今天在我们太阳系中的位置。关于“热气星球”的令人惊讶的是,它们被发现这条冰线中,尤其是在其中。这意味着,在它们形成核心之后,它们会通过一些目前尚未确定的过程(它们有几个不错的候选者)迁移到离它们的恒星更近的位置,但是现在让我们假设存在热行星表明这些过程中至少有一个正在运转定期)。

那么“热”这个词呢?好吧,对于最接近其母恒星的行星,已知存在半径异常:这些行星的半径显着大于其宿主恒星辐射的巨型行星结构模型所预测的半径。因此,我将“热”行星定义为半径大于标准模型所预测的气体巨人。

现在我们已经摆脱了一些定义,剩下的就是生存问题。当巨型行星靠近其母恒星时,它们就会被潮汐锁定。结果,巨型行星的表面上几乎没有消散的能量,行星的形状是固定的,内部运动也很少。但是,这颗巨大的行星也会在其宿主恒星上引起潮汐,并且由于要花费1000倍的质量来改变其自转,它需要大量角动量,因此宿主恒星几乎永远不会被束缚在他们最接近的星球。

恒星内能量耗散的速度非常不确定,并且这种不确定性通常会被扫入软糖参数“ Q”(品质因数),而较低的品质因数则反映出更多的耗散。“ Q”是针对我们太阳系中某些天体(即地球和木星)以及某些恒星双星进行测量的,但它在各个天体之间变化很大,范围从地球大约10到某些恒星的10 ^ 8。

今天是否可以生存观察到一个行星,这取决于Q决定的轨道衰变时间与系统寿命的比较时间。对于某些具有高度膨胀的热木星的系统,例如WASP-12bWASP-19b,估计Q很小,足以使它们在出乎意料的短时间内(<10 ^ 7年)掉入它们的恒星。

另一种可能性是,岩石/冰芯周围的气体被沉积在行星上的大量热量炸掉。这使您得到了一个相对低密度的行星,该行星几乎没有铁,因为巨型行星的核心比它们的主恒星形成得比岩石行星更远。由于以这种方式失去了大部分大气,因此可能产生了一些候选近距离海王星质量物体(示例:GJ3470b)。

至于我们自己的太阳系,热木星的形成很可能会破坏内部太阳系,因为它强烈地干扰了内部行星的轨道,这是因为它靠近太阳迁移。此外,由于从这个巨大的行星中吸收了富含金属的物质,因此太阳在金属中的作用可能会增强。虽然在其他行星形成之前,太阳系中可能有热的木星,但目前看来不太可能。


感谢您的回答,您是否还有其他参考资料?特别是针对高温木星的潜在生命周期(等)以及我们的太阳系?
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