Ich freue mich, die Neuigkeiten über die neueste Exoplaneten-Entdeckung der ESA mit CHEOPS zu lesen . Das System TOI-178 besteht aus (mindestens?) fünf Planeten, die einem 18:9:6:4:3-Muster folgen. In der Pressemitteilung schreiben die Autoren:
Aber während die Planeten im System TOI-178 ihren Stern sehr geordnet umkreisen, folgt ihre Dichte keinem bestimmten Muster. Einer der Exoplaneten, ein dichter, terrestrischer Planet wie die Erde, steht direkt neben einem ähnlich großen, aber sehr flauschigen Planeten – wie einem Mini-Jupiter, und daneben ist einer, der Neptun sehr ähnlich ist.
In den wenigen Systemen, die wir kennen, wo die Planeten in diesem resonanten Rhythmus kreisen, nimmt die Dichte der Planeten allmählich ab, wenn wir uns vom Stern entfernen, und das ist auch das, was wir von der Theorie erwarten.“
Meine Frage: Was genau sagt "die Theorie" genau aus ? Und warum implizieren Exoplaneten in Orbitalresonanz notwendigerweise eine abnehmende Dichte der Planeten, wenn das System nach seiner Entstehung mit keinem anderen System kollidierte?
Das Original-Forschungspapier ist auf A&A veröffentlicht und auch über arxiv verfügbar .
Eines der Geheimnisse, die es bei der Planetenentstehung zu verstehen gilt, ist die Unterscheidung zwischen terrestrischen Planeten und Gasplaneten – es gibt keine kontinuierliche Verteilungskurve. Das bedeutet, dass verschiedene Prozesse involviert sein müssen. Für das Gesamtverständnis ist es wichtig zu verstehen, wie die beteiligten Prozesse interagieren, welche Bedingungen erforderlich sind, um die einzelnen Prozesse auszulösen, und wie sie ein endgültiges System formen. Und das ist am einfachsten, je vollständiger man über ein System informiert ist und desto besser kann man seine vergangene Entwicklung aus dem aktuellen Zustand ableiten. Die Laplace-Verkettung der MMR der Planeten hilft bei diesem Unterfangen.
Mit dieser etwas überraschenden Stabilität des Systems können wir also weitere Fragen zur Entstehung der einzelnen Planeten selbst und möglicherweise auch zur Planetesimal-Scheiben-Wechselwirkung angehen. In ihrer Zusammenfassung stellen sie fest:
Insofern liegen die verschiedenen Planeten des TOI-178-Systems auf beiden Seiten des Radiustals (Fulton et al. 2017). Daher kann die Rekonstruktion der vergangenen orbitalen und atmosphärischen Geschichte dieses Planeten Hinweise auf den Ursprung des Tals liefern.
Die vermutete „abnehmende Dichte“ der Planeten vom Zentrum nach außen ergibt sich direkt aus der Dichte des verfügbaren Feststoffmaterials in der protoplanetaren Scheibe: weiter innen bei höheren Temperaturen können nur die schwereren Elemente kondensieren. Abgesehen von jeglicher Migration von Planeten und dem Vertauschen der radialen Reihenfolge definiert dies die radiale Dichteverteilung. Sie sehen genau die gleiche Dichtevariation in unserem eigenen Sonnensystem. Die Zustandsgleichung der Materie bei hohen Drücken in den Planetenzentren verzerrt dies etwas leicht, aber der allgemeine Trend trifft zu.
B-rian