Por que alguns planetas estão tão perto de sua estrela?

"O Kepler-10b orbita sua estrela-mãe uma vez a cada 0,84 dias, o que significa que ela é 20 vezes mais próxima de sua estrela do que Mercúrio está do nosso sol" space.com

Existem teorias aceitas que previram com sucesso que tantos planetas seriam encontrados tão perto de sua estrela?

Edit: Esta é especialmente uma pergunta, uma vez que parece que os planetas estão se afastando de sua estrela. newscientist.com

exoplanet orbit

— Glen Little
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Respostas:

Quadro geral:

A razão pela qual existem planetas tão próximos de sua estrela hospedeira é provavelmente a migração planetária . Esses planetas são difíceis de explicar por modelos de formação in situ (antes de tudo, não há material suficiente para formar esse tipo de objetos maciços nessas regiões). Existem diferentes teorias para explicar a migração planetária:

interações disco-planeta : os planetas se formam em um disco protoplanetário que ainda contém muito gás após a formação do planeta e que pode interagir com os planetas formados. Existem diferentes interações que podem explicar a migração, dependendo principalmente da massa do planeta que você considera. Nós distinguimos três tipos principais de processos de migração: Tipo I (migração de planetas incorporados de baixa massa), Tipo II (migração e formação de lacunas por planetas maciços) e Tipo III (migração rápida do planeta de massa intermediária em disco relativamente maciço).
interações planeta-planeta : o espalhamento gravitacional também pode ser um processo muito eficiente para modificar as órbitas do planeta.
Mecanismo de Kozai : esse mecanismo ocorre em um problema de três corpos. Um objeto pode ser perturbado por outro objeto orbitando mais longe; o objeto começa a oscilar em torno de sua órbita e, portanto, pode migrar.
Interação com planetesimais (também se refere ao modelo de Nice para o sistema solar): a interação com um disco planetesimal remanescente (como o disco Kuiper do sistema solar) pode causar migração. Os planetas podem trocar momento angular com planetesimais na borda externa do disco por interação gravitacional e, assim, migrar.

Interação disco-planeta:

Mais alguns detalhes sobre os mecanismos de migração Tipo I, II e III :

Tipo I : planetas estão gerando ondas de densidade que se propagam no disco. Devido à rotação Kepleriana, essas ondas de densidade se tornam ondas espirais, gerando um torque Lindblad . O braço espiral interno está puxando o planeta para frente, o planeta ganhando impulso angular e migrando para fora, enquanto o braço espiral externo está puxando o planeta para trás e impulsiona a migração interna. Na maioria dos casos, as ressonâncias externas de Lindblad assumem as ressonâncias internas de Lindblad porque ficam mais próximas do planeta e, portanto, conduzem uma migração interna.
Tipo II : planetas maciços abrem lacunas no disco em que se formam. As interações gravitacionais se tornam mais fortes e, portanto, o momento angular é transferido para o disco. Se o momento angular é depositado localmente no disco, o material dentro do planeta perde o momento angular e o material externo ganha momento angular e, portanto, recua do planeta, abrindo uma lacuna no disco. Essa lacuna reduz a importância dos torques Lindblad, e o planeta é então acoplado à evolução viscosa do disco. Como o material do disco é acumulado na estrela e no momento angular transportado, planetas maciços estão migrando para dentro.
Tipo III : se a distribuição da densidade da superfície na região co-orbital do planeta for assimétrica, pode levar a um grande torque que pode fazer com que o planeta caia para dentro em uma escala de tempo curta.

Fontes:

Kley & Nelson 2012

— MBR
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Por favor, veja a atualização da pergunta ... Não vejo como a maioria das coisas mencionadas aqui poderia migrar uma planta grande para ficar tão próxima da estrela, no que parece uma órbita estável.

— Glen Little

Não tenho certeza de ver o ponto do seu comentário. Dei a você seis mecanismos possíveis que podem causar migração. E não existe órbita estável a longo prazo, assim que você tem 3 corpos ou mais em um sistema gravitacional, é um sistema caótico e os objetos podem migrar para dentro ou para fora. Então, a primeira coisa é: observamos planetas muito próximos da estrela hospedeira, que podem ser explicados apenas pela migração. Então, eles provavelmente poderiam migrar para fora, como aconteceu em nosso Sistema Solar.

— MBR

Obrigado MBR. Gosto das informações apresentadas aqui, mas estava procurando por "teorias aceitas que previssem com sucesso" isso antes de serem observadas. As quatro teorias mencionadas tentam explicá-lo, mas não exigem que os planetas estejam em uma órbita tão próxima. O único sistema sobre o qual temos informações confiáveis (até o momento) é nosso e, como você diz, os planetas aqui estão migrando para fora.

— Glen Little

há também o viés de seleção, os nossos métodos anteriores de detecção planeta, ganhou maior peso para perto dos planetas estrela

— Qbik

Como um planeta mais massivo, em órbita próxima, exerce forças gravitacionais muito maiores em sua estrela hospedeira do que planetas menores e mais distantes, existe um viés observacional significativo . Temos muito mais probabilidade de detectar esses planetas (isto é, " Júpiteres quentes ") porque seus efeitos observáveis (oscilação Doppler, lentes gravitacionais, etc.) são mais significativos.

A imagem abaixo ( daqui ) mostra que ainda não conseguimos detectar planetas como os de nosso próprio sistema solar (os círculos cinzentos são nossos planetas solares). É muito difícil.

Ainda não estudo a formação planetária, por isso não posso falar bem pelo lado teórico das coisas. Tudo o que conseguimos coletar até agora é a fruta mais baixa, então é altamente provável que exista um grande número de planetas semelhantes à Terra por aí também.

Os autores deste artigo no sistema Kepler-10 (você precisará do acesso MNRAS) sugerem eventos de espalhamento gravitacional planeta-planeta ou fusão-colisão. O artigo da Scholarpedia fornece uma leitura um pouco mais breve sobre esses mecanismos. Aqui está um artigo de revisão de 2009 e uma revisão mais aprofundada de 2006.

Exoplanetas descobertos até 03/10/2010.

— Moriarty
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Realmente não responde à pergunta do OP; você explica por que os detectamos. Também é interessante, mas irrelevante aqui.

— MBR

Obrigado. Isso também é interessante, mostrando quantos são muito próximos!

— Glen Little

Seu link me levou a en.wikipedia.org/wiki/Planetary_migration que aborda isso, mas parece não mencionar nenhuma teoria que predisse o que estamos vendo agora.

— Glen Little

Em essência, o OP está se perguntando por que tantos planetas estão sendo encontrados muito perto de suas estrelas hospedeiras. Minha resposta explica por que tantos são encontrados perto da estrela. MBR explica, muito melhor do que eu, como eles chegam lá. Eu acho que as duas respostas funcionam juntas. @GlenLittle - veja minha resposta editada. Encontrei mais algumas referências que descrevem a teoria atual.

— Moriarty

Sim, o problema é a diferença entre "Estão perto da estrela" e "São observados" perto da estrela ". Pode haver um grande número de planetas distantes das estrelas e ofuscando completamente o número que está próximo às estrelas. É simplesmente incapaz de detectá-los. É como "Por que existem tantos gatos brancos à noite do que os pretos?" - não, as proporções são as mesmas, você simplesmente não vê os gatos pretos porque eles se escondem na escuridão melhor.

— SF.