Warum ist der Exoplanet HD 131399Ab so heiß?

Kürzlich wurde ein faszinierendes Dreifachsternsystem mit einem Exoplaneten entdeckt ( arxiv ).

Ich bin sehr überrascht über die Temperatur des Exoplaneten: Sie beträgt ungefähr 850 Kelvin, obwohl seine Umlaufbahn ~82 AE vom Hauptstern entfernt ist (~1,5 M ) und >250 AU von den anderen beiden Sternen. Der Planet selbst hat ~4 Jupiter-Massen.

Warum kann ein solcher Planet so heiß sein, zum Beispiel im Vergleich zu Jupiter? Ich hätte erwartet, dass es sehr kalt ist, weil es viel Energie durch Strahlung verliert (das ist eigentlich der Grund, warum die Gruppe es durch direkte Bildgebung entdeckt hat), und es bekommt nicht viel Energie von seinen Sternen.

Die atmosphärische Zusammensetzung dieses Planeten besteht aus Wasser und Methan. Das könnte der Grund sein, warum es diese Temperatur hat, wenn man bedenkt, dass Methan Wärme viel besser einfangen kann als CO2.

Antworten (1)

Es ist ein riesiger Planet und er ist jung. S. 3 der Abhandlung, auf die Sie sich beziehen, gibt ein wahrscheinliches Alter von 16 Millionen Jahren an.

Die Wärme entsteht durch Gravitationskontraktion und es wäre eine ähnliche Temperatur, selbst wenn sie weiter von den Sternen entfernt wäre.

Wenn sich eine Gaskugel zusammenzieht, besagt das Virialtheorem, dass die Hälfte des verlorenen Gravitationspotentials abgestrahlt wird und die andere Hälfte das Gas erwärmt.

Jupiter wäre in der Vergangenheit auch viel heißer gewesen und gibt auch jetzt mehr Strahlung ab, als er von der Sonne empfängt. Die Kontraktionsrate (und damit die Leuchtkraft und Temperatur des Planeten) nimmt mit zunehmendem Alter des Planeten ab.

Direkte bildgebende Durchmusterungen von Riesenplaneten zielen aus diesem Grund bewusst auf junge Sterne ab.

Wow, das ist interessant. Sollte das nicht ein anderes Fenster für bewohnbare Zonen in Sternensystemen öffnen? Trotzdem - danke für die klare Erklärung!
@NicoDean Die Leuchtkraft eines sich zusammenziehenden Riesenplaneten wird sein t 1 (ungefähr), also würde ein Objekt (Mond) in einer "bewohnbaren Zone" jetzt um den Riesenplaneten nicht sehr lange bewohnbar bleiben.