Tại sao một số hành tinh rất gần với ngôi sao của họ?

"Quỹ đạo Kepler-10b sao mẹ của nó một lần 0,84 ngày, mà có nghĩa là nó là hơn 20 lần gần gũi hơn với ngôi sao của nó hơn sao Thủy là mặt trời của chúng ta" space.com

Có bất kỳ lý thuyết được chấp nhận nào dự đoán thành công rằng rất nhiều hành tinh sẽ được tìm thấy rất gần với ngôi sao của họ không?

Chỉnh sửa: Đây đặc biệt là một câu hỏi, vì dường như các hành tinh đang di chuyển ra khỏi ngôi sao của họ. newscientist.com

Bức tranh lớn:

Lý do tại sao có những hành tinh rất gần với ngôi sao chủ của chúng có lẽ là sự di cư của hành tinh . Những hành tinh này rất khó giải thích bằng các mô hình hình thành tại chỗ (trước hết không có đủ vật chất để tạo thành loại vật thể khổng lồ đó trong các khu vực này). Có nhiều lý thuyết khác nhau để giải thích sự di cư của hành tinh:

• tương tác giữa hành tinh và đĩa : các hành tinh hình thành trong một đĩa hành tinh vẫn chứa nhiều khí sau khi hình thành hành tinh và có thể tương tác với các hành tinh được hình thành. Có những tương tác khác nhau có thể giải thích sự di cư, chủ yếu phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh bạn xem xét. Chúng tôi phân biệt 3 loại quá trình di chuyển chính: Loại I (di chuyển các hành tinh nhúng khối lượng thấp), Loại II (di chuyển và hình thành khoảng cách bởi các hành tinh lớn) và Di chuyển loại III (di chuyển nhanh chóng hành tinh khối trung gian trong đĩa tương đối lớn).
• tương tác hành tinh-hành tinh : tán xạ hấp dẫn cũng có thể là một quá trình rất hiệu quả để sửa đổi quỹ đạo hành tinh.
• Cơ chế Kozai : cơ chế này xảy ra trong một vấn đề ba cơ thể. Một đối tượng có thể bị nhiễu loạn bởi một đối tượng khác quay quanh xa hơn; đối tượng sau đó bắt đầu dao động xung quanh quỹ đạo của nó và do đó có thể di chuyển.
• Tương tác với các hành tinh (cũng được gọi là mô hình Nice cho Hệ mặt trời): tương tác với một đĩa hành tinh còn sót lại (như đĩa Kuiper cho Hệ mặt trời) có thể gây ra sự di chuyển. Các hành tinh có thể trao đổi động lượng góc với các hành tinh ở rìa ngoài của đĩa bằng tương tác hấp dẫn, và do đó di chuyển.

Tương tác đĩa-hành tinh:

Một số chi tiết khác về các cơ chế di chuyển Loại I, II và III :

• Loại I : các hành tinh đang tạo ra sóng mật độ lan truyền trong đĩa. Do xoay Keplerian, sóng mật độ này trở thành sóng xoắn ốc, tạo ra mô-men xoắn Lindblad . Cánh tay xoắn ốc bên trong đang kéo hành tinh về phía trước, hành tinh đạt được động lượng góc và di chuyển ra ngoài, trong khi cánh tay xoắn ốc bên ngoài đang kéo hành tinh trở lại và thúc đẩy di cư vào trong. Trong hầu hết các trường hợp, các cộng hưởng Lindblad bên ngoài chiếm các cộng hưởng Lindblad bên trong vì chúng nằm gần hành tinh hơn và do đó thúc đẩy sự di cư vào bên trong.
• Loại II : các hành tinh lớn mở ra những khoảng trống trong đĩa mà chúng hình thành. Các tương tác hấp dẫn trở nên mạnh mẽ hơn và do đó động lượng góc truyền vào đĩa. Nếu động lượng góc được đặt cục bộ trong đĩa, vật chất bên trong hành tinh sẽ mất động lượng góc và vật chất bên ngoài đạt được động lượng góc, và do đó, nó rút ra khỏi hành tinh, mở ra một khoảng trống trong đĩa. Khoảng cách này làm giảm tầm quan trọng của các viên đạn Lindblad và hành tinh này sau đó được kết hợp với sự tiến hóa nhớt của đĩa. Vì vật chất từ ​​đĩa được tích tụ trên ngôi sao và động lượng góc được vận chuyển đi, các hành tinh lớn đang di chuyển vào bên trong.
• Loại III : nếu phân bố mật độ bề mặt trong khu vực đồng quỹ đạo của hành tinh không đối xứng, nó có thể dẫn đến một mô-men xoắn lớn có thể khiến hành tinh rơi vào trong một khoảng thời gian ngắn.

Nguồn:

• Kley & Nelson 2012

Bởi vì hành tinh lớn hơn, quay quanh quỹ đạo này tác dụng lực hấp dẫn lớn hơn nhiều lên ngôi sao chủ của chúng so với các hành tinh nhỏ hơn, xa hơn, nên có sự thiên lệch quan sát đáng kể . Chúng ta có nhiều khả năng phát hiện các hành tinh này (tức là " Sao Mộc nóng ") bởi vì các hiệu ứng có thể quan sát được của chúng (Doppler lắc lư, thấu kính hấp dẫn, v.v.) có ý nghĩa hơn.

Hình ảnh dưới đây ( từ đây ) cho bạn thấy rằng chúng ta hầu như không thể phát hiện các hành tinh như những hành tinh trong hệ Mặt trời của chúng ta (các vòng tròn màu xám là các hành tinh Mặt trời của chúng ta). Nó quá khó.

Tôi không nghiên cứu về sự hình thành hành tinh (chưa!), Vì vậy tôi không thể nói tốt cho khía cạnh lý thuyết của mọi thứ. Tất cả những gì chúng tôi quản lý để thu thập cho đến nay là loại trái cây treo thấp nhất, vì vậy rất có khả năng có một số lượng lớn các hành tinh giống Trái đất ngoài kia.

Các tác giả của bài viết này trên hệ thống Kepler-10 (bạn sẽ cần truy cập MNRAS) đề xuất các sự kiện tán xạ hấp dẫn hành tinh hoặc va chạm hành tinh. Các Scholarpedia bài viết cung cấp hơn một chút đọc ngắn gọn về các cơ chế này. Đây là một bài viết đánh giá từ năm 2009, và một bài đánh giá sâu hơn từ năm 2006.