กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 15 นาที

ดาวพฤหัสบดีร้อน

ดาวพฤหัสบดีร้อน (บางครั้งเรียกว่าดาวเสาร์ร้อน ) เป็น ดาวเคราะห์นอกระบบประเภทแก๊สยักษ์ ที่สันนิษฐานว่ามีลักษณะทางกายภาพคล้ายกับดาวพฤหัสบดี (เช่นดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดี )...

ดาวพฤหัสบดีร้อน

ภาพจำลองของศิลปินแสดงให้เห็นดาวเคราะห์น้อยร้อนที่โคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของมัน

ดาวพฤหัสบดีร้อน (บางครั้งเรียกว่าดาวเสาร์ร้อน ) เป็น ดาวเคราะห์นอกระบบประเภทแก๊สยักษ์ ที่สันนิษฐานว่ามีลักษณะทางกายภาพคล้ายกับดาวพฤหัสบดี (เช่นดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดี ) แต่มีคาบการโคจรที่ สั้นมาก ( P < 10 วัน ) [ 1 ]ความใกล้ชิดกับดาวฤกษ์และอุณหภูมิพื้นผิวและชั้นบรรยากาศที่สูงส่งผลให้พวกมันได้รับชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า "ดาวพฤหัสบดีร้อน" [ 2 ]

ดาวเคราะห์ประเภท Hot Jupiter เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ตรวจจับได้ง่ายที่สุดโดยใช้ วิธี ความเร็วเชิงรัศมีเนื่องจากความผันผวนที่พวกมันเหนี่ยวนำในการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์แม่นั้นค่อนข้างใหญ่และรวดเร็วเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ประเภทอื่น ๆ ที่รู้จัก หนึ่งในดาวเคราะห์ Hot Jupiter ที่รู้จักกันดีที่สุดคือ51 Pegasi bซึ่งถูกค้นพบในปี 1995 และเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกที่พบว่าโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ 51 Pegasi bมีคาบการโคจรประมาณสี่วัน[ 3 ]

ลักษณะทั่วไป

ดาวเคราะห์ประเภท Hot Jupiter (ตามแนวขอบด้านซ้าย รวมถึงดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่ตรวจพบโดยใช้วิธีการผ่านหน้า ดาวฤกษ์ ซึ่งแสดงด้วยจุดสีดำ) ที่ค้นพบจนถึงวันที่ 2 มกราคม 2557
ดาวพฤหัสบดีร้อนที่มีน้ำซ่อนอยู่[ 4 ]

แม้ว่าดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อนจะมีความหลากหลาย แต่ก็มีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมือนกัน

  • ลักษณะเด่นของพวกมันคือมวลขนาดใหญ่และคาบการโคจรที่สั้น ซึ่งมีช่วงตั้งแต่ 0.36–11.8 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดีและ 1.3–111 วันของโลก[ 5 ]มวลไม่สามารถมากกว่าประมาณ 13.6 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดีได้ เพราะถ้าเป็นเช่นนั้น ความดันและอุณหภูมิภายในดาวเคราะห์จะสูงพอที่จะทำให้เกิด การหลอมรวม ของดิวเทอเรียมและดาวเคราะห์นั้นจะเป็นดาวแคระน้ำตาล[ 6 ]
  • ส่วนใหญ่มีวงโคจรเกือบเป็นวงกลม ( ความเยื้องศูนย์ ต่ำ ) เชื่อกันว่าวงโคจรของพวกมันเป็นวงกลมเนื่องจากการรบกวนจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงหรือแรงไทดัล [ 7 ] การที่พวกมันจะคงอยู่ในวงโคจรวงกลมเหล่านี้เป็นเวลานานหรือชนกับดาวฤกษ์แม่นั้นขึ้นอยู่กับการเชื่อมโยงระหว่างวิวัฒนาการของวงโคจรและทางกายภาพ ซึ่งมีความสัมพันธ์กันผ่านการกระจายพลังงานและการเสียรูปจากแรงไทดัล[ 8 ]
  • หลายดวงมีความหนาแน่นต่ำผิดปกติ ดวงที่วัด ได้ต่ำที่สุดจนถึงปัจจุบันคือTrES-4bที่ 0.222 g/cm³ [ 9 ] รัศมีขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดีร้อนยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่คิดว่าเปลือกที่ขยายตัวนั้นอาจเกิดจากการได้รับรังสีจากดาวฤกษ์สูง ความทึบแสงของบรรยากาศสูง แหล่งพลังงานภายในที่เป็นไปได้ และวงโคจรที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากพอที่ชั้นนอกของดาวเคราะห์จะเกินขีดจำกัด Rocheและถูกดึงออกไปด้านนอกมากขึ้น[ 9 ] [ 10 ]
  • โดยปกติแล้วพวกมันจะถูกล็อกด้วยแรงโน้มถ่วง โดยด้านหนึ่งจะหันเข้าหาดาวฤกษ์แม่เสมอ[ 11 ]
  • พวกมันมีแนวโน้มที่จะมีบรรยากาศที่รุนแรงและแปลกประหลาดเนื่องจากช่วงเวลาสั้น วันที่ค่อนข้างยาว และการล็อกน้ำขึ้นน้ำลง[ 3 ]
  • แบบจำลองพลศาสตร์บรรยากาศทำนายการแบ่งชั้นแนวดิ่งที่รุนแรงพร้อมลมแรงและกระแสลมหมุนวนบริเวณเส้นศูนย์สูตรที่ขับเคลื่อนด้วยแรงแผ่รังสีและการถ่ายเทความร้อนและโมเมนตัม[ 12 ] [ 13 ]แบบจำลองล่าสุดยังทำนายพายุ (กระแสลมหมุนวน) หลากหลายรูปแบบที่สามารถผสมบรรยากาศและขนส่งบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำของก๊าซได้[ 14 ]
  • ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนที่โฟโตสเฟียร์คาดว่าจะมีนัยสำคัญ ประมาณ 500 K (500 °C; 900 °F) สำหรับแบบจำลองที่อิงตามHD 209458 b [ 13 ]
  • ดูเหมือนว่าดาวเคราะห์ประเภทนี้จะพบได้บ่อยกว่ารอบดาวฤกษ์ประเภทFและ G และพบน้อยกว่ารอบดาวฤกษ์ประเภท K ดาวเคราะห์ประเภท Hot Jupiter รอบดาวแคระแดงนั้นหายากมาก[ 15 ]การสรุปเกี่ยวกับการกระจายตัวของดาวเคราะห์เหล่านี้ต้องคำนึงถึงอคติในการสังเกตต่างๆ แต่โดยทั่วไปแล้วความแพร่หลายของดาวเคราะห์ประเภทนี้จะลดลงแบบเลขชี้กำลังตามค่าความสว่างสัมบูรณ์ของดาวฤกษ์[ 16 ]

การก่อตัวและวิวัฒนาการ

มีแนวคิดสามประการเกี่ยวกับต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ของดาวพฤหัสบดีร้อน ความเป็นไปได้หนึ่งคือพวกมันก่อตัวขึ้นณ ตำแหน่งที่ระยะทางที่สังเกตได้ในปัจจุบัน อีกความเป็นไปได้หนึ่งคือพวกมันก่อตัวขึ้นในระยะไกล แต่ต่อมาได้เคลื่อนตัวเข้ามาใกล้ การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งดังกล่าวอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์กับก๊าซและฝุ่นในช่วง ระยะ เนบิวลาสุริยะ นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นจากการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับวัตถุขนาดใหญ่อื่นที่ทำให้วงโคจรของดาวพฤหัสบดีไม่เสถียร[ 3 ] [ 17 ] [ 18 ]

การย้ายถิ่นฐาน

ในสมมติฐานการอพยพ ดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อนก่อตัวขึ้นเหนือเส้นน้ำแข็งจากหิน น้ำแข็ง และก๊าซ ผ่านวิธีการสะสมแกนกลางของการก่อตัวของดาวเคราะห์จากนั้นดาวเคราะห์จะอพยพเข้าด้านในไปยังดาวฤกษ์ ซึ่งในที่สุดมันจะก่อตัวเป็นวงโคจรที่เสถียร[ 19 ] [ 20 ]ดาวเคราะห์อาจอพยพเข้าด้านในอย่างราบรื่นผ่านการอพยพวงโคจรประเภท II [ 21 ] [ 22 ]หรืออาจอพยพอย่างฉับพลันมากขึ้นเนื่องจากการกระเจิงของแรงโน้มถ่วงไปยังวงโคจรแบบวงรีในระหว่างการเผชิญหน้ากับดาวเคราะห์มวลมากอีกดวงหนึ่ง ตามด้วยการทำให้เป็นวงกลมและการหดตัวของวงโคจรเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของกระแสน้ำขึ้นลงกับดาวฤกษ์ วงโคจรของดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อนอาจถูกเปลี่ยนแปลงผ่านกลไก Kozai (เรียกอีกอย่างว่ากลไก Lidov-Kozai) ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความเอียงกับความเยื้องศูนย์ ส่งผลให้เกิดวงโคจรที่มีความเยื้องศูนย์สูงและจุดใกล้ดวงอาทิตย์ต่ำ ร่วมกับแรงเสียดทานจากกระแสน้ำขึ้นลง สิ่งนี้ต้องการวัตถุขนาดใหญ่—ดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือดาวคู่ —ที่โคจรอยู่ห่างออกไปและเอียงมากขึ้น ประมาณ 50% ของดาวพฤหัสบดีร้อนมีดาวคู่ที่มีมวลเท่าดาวพฤหัสบดีหรือใหญ่กว่า ซึ่งอาจทำให้ดาวพฤหัสบดีร้อนมีวงโคจรเอียงเมื่อเทียบกับการหมุนของดาวฤกษ์[ 23 ]

การอพยพประเภท II เกิดขึ้นในช่วง ระยะ เนบิวลาสุริยะกล่าวคือเมื่อยังมีก๊าซอยู่ โฟตอนดาวฤกษ์ที่มีพลังงานสูงและลมดาวฤกษ์ที่รุนแรงในช่วงเวลานี้จะกำจัดเนบิวลาส่วนใหญ่ที่เหลืออยู่[ 24 ]การอพยพผ่านกลไกอื่นสามารถเกิดขึ้นได้หลังจากการสูญเสียจานก๊าซ

ในสถานที่

แทนที่จะเป็นดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่เคลื่อนตัวเข้ามาใกล้ ในสมมติฐานทางเลือกอีกแบบหนึ่ง แกนกลางของดาวพฤหัสบดีร้อนเริ่มต้นจากดาวเคราะห์ซูเปอร์เอิร์ธ ทั่วไป ซึ่งสะสมชั้นแก๊สที่ตำแหน่งปัจจุบัน กลายเป็นดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ในตำแหน่งนั้นเองดาวเคราะห์ซูเปอร์เอิร์ธที่เป็นแกนกลางในสมมติฐานนี้อาจก่อตัวขึ้นในตำแหน่งนั้น เอง หรือในระยะที่ไกลกว่า และได้เคลื่อนตัวเข้ามาใกล้ก่อนที่จะสะสมชั้นแก๊ส เนื่องจากดาวเคราะห์ซูเปอร์เอิร์ธมักพบร่วมกับดาวเคราะห์บริวาร ดาวพฤหัสบดีร้อนที่ก่อตัวขึ้นในตำแหน่งนั้นจึงคาดว่าจะมีดาวเคราะห์บริวารเช่นกัน การเพิ่มขึ้นของมวลของดาวพฤหัสบดีร้อนที่กำลังเติบโตในบริเวณนั้นมีผลกระทบหลายประการต่อดาวเคราะห์ข้างเคียง หากดาวพฤหัสบดีร้อนรักษาระดับความเยื้องศูนย์กลางมากกว่า 0.01 การสั่นพ้อง แบบต่อเนื่อง อาจเพิ่มระดับความเยื้องศูนย์กลางของดาวเคราะห์บริวาร ทำให้มันชนกับดาวพฤหัสบดีร้อน ในกรณีนี้ แกนกลางของดาวพฤหัสบดีร้อนจะมีขนาดใหญ่ผิดปกติ หากความเยื้องศูนย์กลางของดาวพฤหัสบดีร้อนยังคงมีขนาดเล็ก การสั่นพ้องแบบกวาดล้างอาจทำให้วงโคจรของดาวคู่เอียงได้เช่นกัน[ 25 ]ตามธรรมเนียมแล้ว โหมดการรวมตัว กันในแหล่งกำเนิดไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากการประกอบแกนมวล ซึ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของดาวพฤหัสบดีร้อน ต้องใช้ความหนาแน่นของพื้นผิวของของแข็ง ≈ 10 4 g/cm 2หรือมากกว่า[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]อย่างไรก็ตาม การสำรวจล่าสุดพบว่าบริเวณภายในของระบบดาวเคราะห์มักถูกครอบครองโดยดาวเคราะห์ประเภทซูเปอร์เอิร์ธ[ 29 ] [ 30 ]หากซูเปอร์เอิร์ธเหล่านี้ก่อตัวขึ้นในระยะทางที่ไกลกว่าและเคลื่อนตัวเข้ามาใกล้ การก่อตัวของ ดาวพฤหัสบดีร้อน ในแหล่งกำเนิดจึงไม่ใช่ การก่อตัวของ ในแหล่งกำเนิด ทั้งหมด

การสูญเสียในชั้นบรรยากาศ

หากชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีร้อนถูกกำจัดออกไปโดยการหลุดออกทางอุทกพลศาสตร์แกนกลางของมันอาจกลายเป็นดาวเคราะห์ใต้พิภพปริมาณก๊าซที่ถูกกำจัดออกจากชั้นนอกสุดขึ้นอยู่กับขนาดของดาวเคราะห์ ก๊าซที่ก่อตัวเป็นชั้นเปลือก ระยะห่างวงโคจรจากดาวฤกษ์ และความสว่างของดาวฤกษ์ ในระบบทั่วไป ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่โคจรอยู่ที่ระยะ 0.02 AU รอบดาวฤกษ์แม่จะสูญเสียมวล 5–7% ในช่วงอายุขัย แต่การโคจรใกล้กว่า 0.015 AU อาจหมายถึงการระเหยของมวลดาวเคราะห์ในสัดส่วนที่มากกว่าอย่างมาก[ 31 ]ยังไม่มีการค้นพบวัตถุดังกล่าว และยังคงเป็นเพียงสมมติฐาน

การเปรียบเทียบดาวเคราะห์นอกระบบประเภท "ดาวพฤหัสบดีร้อน" (ภาพจำลองโดยศิลปิน)
จากซ้ายบนไปขวาล่าง: WASP-12b , Boinayel , WASP-31b , Bocaprins , HD 189733b , Puli , Ditsö̀ , Banksia , HAT-P-1bและHD 209458b

อุบัติเหตุสะสม 3 วัน

หากคุณพล็อตดาวเคราะห์ประเภท Hot-Jupiter ทั้งหมดลงบนเส้นที่แสดงถึงคาบการโคจร จะมีการสะสมของดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีในวงโคจรที่มีคาบ 3 วัน[ 32 ]

ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินในระบบที่มีดาวพฤหัสบดีร้อน

การจำลองแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีผ่านจานดาวเคราะห์ต้นกำเนิดชั้นใน (บริเวณระหว่าง 5 ถึง 0.1 AU จากดาวฤกษ์) ไม่ได้ก่อให้เกิดความเสียหายมากเท่าที่คาดไว้ วัสดุจานแข็งมากกว่า 60% ในบริเวณนั้นกระจัดกระจายออกไปด้านนอก รวมถึงดาวเคราะห์น้อยและดาวเคราะห์ต้นกำเนิดทำให้จานก่อตัวดาวเคราะห์สามารถก่อตัวขึ้นใหม่ตามหลังดาวพฤหัสบดี[ 33 ]ในการจำลอง ดาวเคราะห์ที่มีมวลมากถึงสองเท่าของโลกสามารถก่อตัวขึ้นในเขตที่อยู่อาศัยได้หลังจากที่ดาวพฤหัสบดีร้อนเคลื่อนผ่านและวงโคจรคงที่ที่ 0.1 AU เนื่องจากการผสมของวัสดุระบบดาวเคราะห์ชั้นในกับวัสดุระบบดาวเคราะห์ชั้นนอกจากนอกเส้นน้ำแข็ง การจำลองระบุว่าดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่ก่อตัวขึ้นหลังจากที่ดาวพฤหัสบดีร้อนเคลื่อนผ่านจะมีน้ำมากเป็นพิเศษ[ 33 ]จากการศึกษาในปี 2011 ดาวพฤหัสบดีร้อนอาจกลายเป็นดาวเคราะห์ที่ถูกทำลายในขณะที่เคลื่อนตัวเข้าด้านใน สิ่งนี้อาจอธิบายถึงความอุดมสมบูรณ์ของดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกถึงขนาดเท่าดาวเนปจูนที่ "ร้อน" ภายในระยะ 0.2 AU จากดาวฤกษ์แม่[ 34 ]

ตัวอย่างหนึ่งของระบบประเภทนี้คือWASP-47ซึ่งประกอบด้วยดาวเคราะห์ชั้นใน 3 ดวงและดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ชั้นนอก 1 ดวงที่อยู่ในเขตที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ ดาวเคราะห์ชั้นในสุด WASP-47e เป็นดาวเคราะห์หินขนาดใหญ่ที่มีมวล 6.83 เท่าของมวลโลกและรัศมี 1.8 เท่าของรัศมีโลก ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ร้อน b มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสบดีเล็กน้อย แต่มีรัศมีประมาณ 12.63 เท่าของรัศมีโลก และดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ร้อน c มีมวล 15.2 เท่าของมวลโลกและรัศมี 3.6 เท่าของรัศมีโลก[ 35 ]ระบบ Kepler-30 ก็มีโครงสร้างวงโคจรที่คล้ายกันเช่นกัน[ 36 ]

วงโคจรที่ไม่ตรงกัน

ดาวพฤหัสบดีร้อนหลายดวง เช่นHD 80606 bมีวงโคจรที่ไม่สอดคล้องกับดาวฤกษ์แม่ รวมถึงหลายดวงที่มีวงโคจรย้อนกลับเช่นHAT-P-14b [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] ความไม่สอดคล้องนี้อาจเกี่ยวข้องกับความร้อนของชั้นบรรยากาศที่ดาวพฤหัสบดีร้อนโคจรรอบ มีสมมติฐานหลายประการที่เสนอขึ้นมาเพื่ออธิบายว่าทำไมจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ สมมติฐานหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานจากแรงดึงดูด และชี้ให้เห็นว่ามีกลไกเดียวในการสร้างดาวพฤหัสบดีร้อน และกลไกนี้ทำให้เกิดค่าความเอียงหลายระดับ ดาวฤกษ์ที่เย็นกว่าและมีการสูญเสียพลังงานจากแรงดึงดูดสูงกว่าจะลดค่าความเอียง (ซึ่งอธิบายว่าทำไมดาวพฤหัสบดีร้อนที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่เย็นกว่าจึงอยู่ในแนวเดียวกัน) ในขณะที่ดาวฤกษ์ที่ร้อนกว่าจะไม่ลดค่าความเอียง (ซึ่งอธิบายความไม่สอดคล้องที่สังเกตได้) [ 5 ]สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือ ดาวฤกษ์แม่บางครั้งเปลี่ยนการหมุนในช่วงต้นของการวิวัฒนาการ แทนที่จะเป็นการเปลี่ยนแปลงวงโคจร[ 41 ]สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือดาวพฤหัสบดีร้อนมีแนวโน้มที่จะก่อตัวในกระจุกดาวหนาแน่น ซึ่งการรบกวนเกิดขึ้นบ่อยกว่า และ แรงโน้มถ่วง ของดาวฤกษ์ข้างเคียงสามารถดึงดูด ดาวเคราะห์ได้ [ 42 ]

ดาวพฤหัสบดีร้อนจัด

ดาวพฤหัสบดีร้อนจัดคือดาวพฤหัสบดีร้อนที่มีอุณหภูมิด้านกลางวันมากกว่า 2,200 K (1,930 °C; 3,500 °F) ในบรรยากาศด้านกลางวันดังกล่าว โมเลกุลส่วนใหญ่จะแตกตัวเป็นอะตอมองค์ประกอบและหมุนเวียนไปยังด้านกลางคืนซึ่งพวกมันจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลอีกครั้ง[ 43 ] [ 44 ]

ตัวอย่างหนึ่งคือTOI-1431bซึ่งประกาศโดยมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นควีนส์แลนด์ในเดือนเมษายน 2021 ซึ่งมีคาบการโคจรเพียงสองวันครึ่ง อุณหภูมิด้านกลางวันอยู่ที่ 2,700 K (2,430 °C; 4,400 °F) ทำให้ร้อนกว่าดาวฤกษ์ 40% ในกาแล็กซีของเรา[ 45 ]อุณหภูมิด้านกลางคืนอยู่ที่ 2,600 K (2,330 °C; 4,220 °F) [ 46 ]

ดาวเคราะห์ที่มีคาบการโคจรสั้นมาก

ดาวเคราะห์คาบสั้นพิเศษ (USP) เป็นดาวเคราะห์ประเภทหนึ่งที่มีคาบการโคจรต่ำกว่าหนึ่งวัน และเกิดขึ้นเฉพาะรอบดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่าประมาณ 1.25 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์[ 47 ] [ 48 ]

ดาวพฤหัสบดีร้อนที่ได้รับการยืนยันแล้วซึ่งมีคาบการโคจรน้อยกว่าหนึ่งวัน ได้แก่WASP-18b , WASP-19b , WASP-43b , WASP-103b , TOI-1937A b [ 49 ]และTOI- 2109b [ 50 ]

ณ ปี 2025 มีการค้นพบดาวเคราะห์ USP ของดาวพฤหัสบดีที่รู้จักแล้ว 12 ดวง[ 50 ]

ดาวเคราะห์พองๆ

ภาพวาดเชิงศิลปะของดาวเคราะห์ที่มีลักษณะฟูฟ่อง

ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่มีรัศมีขนาดใหญ่และความหนาแน่นต่ำมากบางครั้งเรียกว่า "ดาวเคราะห์พอง" [ 51 ]หรือ "ดาวเสาร์ร้อน" เนื่องจากความหนาแน่นของพวกมันคล้ายกับ ดาว เสาร์ดาวเคราะห์พองโคจรใกล้ดาวฤกษ์ มาก จนความร้อนบนพื้นผิวรวมกับความร้อนภายในจากแกนกลาง ทำให้ ชั้นบรรยากาศของ พวกมัน พองตัว ดาวเคราะห์ที่มีรัศมีขนาดใหญ่และความหนาแน่นต่ำ 6 ดวงถูกตรวจพบด้วยวิธีการผ่านหน้า ดาวฤกษ์ ได้แก่HAT-P-1b [ 52 ] [ 53 ] CoRoT -1b , TrES-4b , WASP-12b , WASP-17bและKepler-7bดาวพฤหัสบดีร้อนบางดวงที่ตรวจพบโดยความเร็วเชิงรัศมีอาจเป็นดาวเคราะห์พอง ดาวเคราะห์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีมวลประมาณหรือน้อยกว่ามวลของดาวพฤหัสบดี เนื่องจากมวลที่มากขึ้นจะทำให้แรงโน้มถ่วงของพวกมันแข็งแกร่งขึ้นและบีบอัดให้มีขนาดใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่มีมวลน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีและมีอุณหภูมิสูงกว่า 1,800 K (1,530 °C; 2,780 °F) มีน้ำหนักเบามากจนเสี่ยงต่อการไหลล้นของ Roche-Lobeและการระเหยของชั้นบรรยากาศทั้งหมด[ 54 ]

แม้ว่าจะได้รับความร้อนจากพื้นผิวของดาวฤกษ์ แต่ดาวเคราะห์ประเภท Hot Jupiter หลายดวงที่โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ก็ยังมีปริมาตรมากกว่าที่คาดไว้ ซึ่งอาจเกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างลมในชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็ก ของดาวเคราะห์ ทำให้ เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านดาวเคราะห์ ส่งผลให้ดาวเคราะห์ร้อนขึ้นและขยายตัว ดาวเคราะห์ที่ร้อนกว่าจะมีไอออนไนเซชันในชั้นบรรยากาศมากกว่า ดังนั้นจึงมีขนาดของการปฏิสัมพันธ์และกระแสไฟฟ้าที่มากกว่า ทำให้เกิดความร้อนมากขึ้นและขยายตัว ทฤษฎีนี้สอดคล้องกับการสังเกตว่าอุณหภูมิของดาวเคราะห์มีความสัมพันธ์กับรัศมีของดาวเคราะห์ที่พองตัว[ 54 ]

ดวงจันทร์

งานวิจัยเชิงทฤษฎีชี้ให้เห็นว่าดาวพฤหัสบดีร้อนไม่น่าจะมีดวงจันทร์เนื่องจากทรงกลมฮิลล์ มีขนาดเล็ก และแรงดึงดูดของดาวฤกษ์ที่พวกมันโคจรรอบ ซึ่งจะทำให้วงโคจรของดวงจันทร์บริวารไม่เสถียร โดยกระบวนการหลังนี้จะรุนแรงขึ้นสำหรับดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ นั่นหมายความว่าสำหรับดาวพฤหัสบดีร้อนส่วนใหญ่ ดวงจันทร์บริวารที่เสถียรจะเป็นวัตถุขนาด เล็กเท่า ดาวเคราะห์ น้อย [ 55 ]นอกจากนี้ วิวัฒนาการทางกายภาพของดาวพฤหัสบดีร้อนยังสามารถกำหนดชะตากรรมสุดท้ายของดวงจันทร์บริวารได้ กล่าวคือ อาจทำให้พวกมันหยุดนิ่งในแกนกึ่งเอกซ์ไซม์ หรือถูกขับออกจากระบบซึ่งพวกมันอาจผ่านกระบวนการอื่นๆ ที่ไม่ทราบแน่ชัด[ 56 ]อย่างไรก็ตาม การสังเกตการณ์WASP-12bชี้ให้เห็นว่ามันมีดวงจันทร์นอกระบบ ขนาดใหญ่อย่างน้อยหนึ่ง ดวง โคจรรอบ [ 57 ]

ดาวพฤหัสบดีร้อนที่โคจรรอบดาวยักษ์แดง

มีการเสนอว่าดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่โคจรรอบดาวยักษ์แดงในระยะทางใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดีอาจเป็นดาวพฤหัสบดีร้อนได้ เนื่องจากได้รับรังสีอย่างเข้มข้นจากดาวฤกษ์ของพวกมัน มีความเป็นไปได้สูงมากที่ในระบบสุริยะ ดาวพฤหัสบดีจะกลายเป็นดาวพฤหัสบดีร้อนหลังจากที่ดวงอาทิตย์เปลี่ยนเป็นดาวยักษ์แดง[ 58 ]การค้นพบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีความหนาแน่นต่ำเป็นพิเศษที่โคจรรอบดาวยักษ์แดงเมื่อเร็ว ๆ นี้สนับสนุนสมมติฐานนี้[ 59 ]

ดาวพฤหัสบดีร้อนที่โคจรรอบดาวยักษ์แดงจะแตกต่างจากดาวพฤหัสบดีร้อนที่โคจรรอบดาวฤกษ์ลำดับหลักในหลาย ๆ ด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเป็นไปได้ในการดูดกลืนสสารจากลมดาวฤกษ์ของดาวฤกษ์เหล่านั้น และหากสมมติว่ามีการหมุนเร็ว (ไม่ได้ถูกล็อกด้วยแรงโน้มถ่วงกับดาวฤกษ์) ความร้อนจะกระจายอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นพร้อมกับลำแสงแคบ ๆ จำนวนมาก การตรวจจับโดยใช้วิธีการผ่านหน้าดาวฤกษ์จะทำได้ยากกว่ามากเนื่องจากขนาดที่เล็กมากเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ที่พวกมันโคจรรอบ ๆ รวมถึงระยะเวลาอันยาวนาน (หลายเดือนหรือหลายปี) ที่จำเป็นสำหรับการผ่านหน้าดาวฤกษ์และการถูกดาวฤกษ์บดบัง[ 58 ]

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์

งานวิจัยเชิงทฤษฎีตั้งแต่ปี 2000 ชี้ให้เห็นว่า "ดาวพฤหัสบดีร้อน" อาจทำให้เกิดการปะทุของแสงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรอยู่ หรือเนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างกัน ปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่า "ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์" หรือ SPI ระบบ HD 189733เป็นระบบดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดที่สุด ซึ่งเชื่อว่าปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นจริง

ในปี 2008 ทีมนักดาราศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้อธิบายเป็นครั้งแรกว่า เมื่อดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรรอบดาว HD 189733 A ไปถึงตำแหน่งหนึ่งในวงโคจร มันจะทำให้เกิดการปะทุของดาวฤกษ์ เพิ่มขึ้น ในปี 2010 ทีมนักดาราศาสตร์อีกทีมหนึ่งพบว่า ทุกครั้งที่พวกเขาเฝ้าสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบในตำแหน่งหนึ่งในวงโคจร พวกเขายังตรวจพบการ ปะทุ ของรังสีเอ็กซ์ ด้วย ในปี 2019 นักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์ข้อมูลจาก หอดูดาว อาเรซิโบ (Arecibo Observatory) , MOSTและกล้องโทรทรรศน์โฟโตอิเล็กทริกอัตโนมัติ (Automated Photoelectric Telescope) รวมถึงการสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ในอดีตที่ความยาวคลื่นวิทยุ แสง อัลตราไวโอเลต และรังสีเอ็กซ์ เพื่อตรวจสอบข้อกล่าวอ้างเหล่านี้ พวกเขาพบว่าข้อกล่าวอ้างก่อนหน้านี้เกินจริง และดาวฤกษ์เจ้าของระบบไม่ได้แสดงความสว่างและลักษณะสเปกตรัมหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการปะทุของดาวฤกษ์และบริเวณที่เกิดกิจกรรมบน ดวงอาทิตย์ รวมถึงจุดบนดวงอาทิตย์ การวิเคราะห์ทางสถิติของพวกเขายังพบว่า การปะทุของดาวฤกษ์จำนวนมากเกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของดาวเคราะห์นอกระบบ ดังนั้นจึงหักล้างข้อกล่าวอ้างก่อนหน้านี้ สนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์นอกระบบไม่เกิดปฏิสัมพันธ์กัน และระบบนี้จึงไม่เชื่ออีกต่อไปว่าจะมี "ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์" [ 60 ]นักวิจัยบางคนยังเสนอแนะว่า HD 189733 ดูดซับหรือดึงวัสดุจากดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรอยู่รอบๆ ในอัตราที่คล้ายกับที่พบรอบๆดาวฤกษ์ เกิดใหม่อายุน้อย ในระบบดาว T Tauriการวิเคราะห์ในภายหลังแสดงให้เห็นว่ามีการดูดซับก๊าซจากดาวเคราะห์คู่หู "ดาวพฤหัสบดีร้อน" น้อยมากหรือแทบไม่มีเลย[ 61 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • ที่มาของดาวพฤหัสบดีร้อน , รีเบกาห์ ไอ. ดอว์สัน, จอห์น แอชเชอร์ จอห์นสัน, 18 มกราคม 2018
  • "กลุ่มดาวเคราะห์หลากหลายชนิดมีจุดร่วมกัน" . space.com . ภายในดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 5 มิถุนายน 2549
  • "นาซ่าค้นพบดาวเคราะห์ที่ร้อนจัด – สร้างแผนที่สภาพอากาศของดาวเคราะห์นอกระบบเป็นครั้งแรก"สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2013
  • Struve, O. (1952). "การทำนายเชิงทฤษฎีครั้งแรกที่ทราบเกี่ยวกับการมีอยู่ของดาวพฤหัสบดีร้อนโดย Otto Struve ในปี 1952" The Observatory . 72 : 199. Bibcode : 1952Obs....72..199S .
  • Struve, Otto (24 กรกฎาคม 1952). "ข้อเสนอโครงการวิจัยความเร็วเชิงรัศมีของดาวฤกษ์ที่มีความแม่นยำสูง "
  • Cain, Gay (กันยายน 2549). ดาวพฤหัสบดีร้อนและดาวเคราะห์พัลซาร์ . astronomycast.com (ไฟล์เสียง). ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hot_Jupiter&oldid=1351755692#Puffy_planets "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ดาวพฤหัสบดีร้อน

ดาวพฤหัสบดีร้อน (บางครั้งเรียกว่าดาวเสาร์ร้อน ) เป็น ดาวเคราะห์นอกระบบประเภทแก๊สยักษ์ ที่สันนิษฐานว่ามีลักษณะทางกายภาพคล้ายกับดาวพฤหัสบดี (เช่นดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดี )...

ลักษณะทั่วไป

แม้ว่าดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อนจะมีความหลากหลาย แต่ก็มีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมือนกัน

การก่อตัวและวิวัฒนาการ

มีแนวคิดสามประการเกี่ยวกับต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ของดาวพฤหัสบดีร้อน ความเป็นไปได้หนึ่งคือพวกมันก่อตัว ขึ้น ณ ตำแหน่งที่ระยะทางที่สังเกตได้ในปัจจุบัน อีกความเป็นไปได้หนึ่งคือพวกมันก่อตัวขึ้นในระยะไกล แต่ต่อมาได้เคลื่อนตัวเข้ามาใกล้...

การย้ายถิ่นฐาน

ในสมมติฐานการอพยพ ดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อนก่อตัวขึ้นเหนือ เส้นน้ำแข็ง จากหิน น้ำแข็ง และก๊าซ ผ่านวิธีการสะสมแกนกลางของ การก่อตัวของดาวเคราะห์ จากนั้นดาวเคราะห์ จะอพยพ เข้าด้านในไปยังดาวฤกษ์ ซึ่งในที่สุดมันจะก่อตัวเป็นวงโคจรที่เสถียร [ 19 ] [ 20 ]...