潮汐摩擦可以帮助遥远的地球生存

偏心轨道的行星可以体验强大的潮汐力。由一个非常厚的冰壳(左)覆盖的行星是足够的,足以弯曲大量的交易,产生大量的内部摩擦和热量。一些地面行星(右)也将弯曲,特别是部分熔融内层。图像

在新出版的研究中,美国宇航局科学家使用计算机模型来表明摩擦可能是一些遥远的地球大小行星生存的关键。

作为任何通过摩擦棍子开始篝火的人,摩擦会产生热量。现在,美国宇航局科学家的计算机建模表明,摩擦可能是在危险轨道中行星的一些遥远的地球大小行星生存的关键。

结果与观察结果一致,即地大小的行星在其他星系中似乎很常见。虽然热量可能是某些行星的破坏力,但适当的摩擦量,因此热量,可能会有所帮助,也许会为居住地创造条件。

“我们在脆弱的轨道上找到了一些意想不到的好消息,”在马里兰州的Geenbelt,马里兰州的Greenbelt,马里兰州的戈达德航天飞行中心工作和新研究的领先作者,马里兰大学科学家韦德·亨宁韦德·亨宁说。“事实证明,这些行星通常会经常经历足够的摩擦力,将它们从伤害的方式移动到更快速的方式,比以前预测的更快。”

对年轻行星系统的模拟表明,巨型行星经常扰乱较小内部世界的轨道。即使这些互动不是立即灾难性的,它们也可以将一个星球留在奸诈的古怪轨道上 - 一个非常椭圆的过程,它引起了与另一个身体的交叉路径的几率,被宿主恒星吸收,或者从系统中弹出。

一个高度偏心轨道的另一个潜在的危险是行星可以在非常靠近其明星的情况下进行潮气应力的量,然后撤退。在恒星附近,引力力足够强大,以使行星变形,而在更远的轨道进入轨道中,行星可以缓解重物。这种弯曲动作产生摩擦,从而产生热量。在极端情况下,潮气压力会产生足够的热量以液化行星。

在这项新的研究中,2014年7月1日在线提供,戈达德星球科学家的天体物理学杂志,亨宁和他的同事特里赫福德的问题探讨了潮气压力对具有多层的行星的影响,如岩石地壳,披风或铁芯。

这项研究的一个结论是,一些行星可以进入一个比以前预期的大约10到100倍的更安全的轨道 - 在几十万岁时,而不是更典型的速度为几百万年。这样的行星将被驱动接近熔化点,或者至少将具有几乎熔化的层,类似于地壳下方的右侧。他们的内部温度可能比我们的星球更温暖的范围从我们的星球达到了巨大的岩浆海洋的那一点。

到圆形轨道的过渡将是快速的,因为几乎熔化的层将容易弯曲,产生大量的摩擦诱导的热量。随着地球扔掉的热量,它会以快速的速度失去能量,并迅速放松进入圆形轨道。(后来,潮热会关闭,行星的表面可能会安全地走路。)

相比之下,一个完全融化的世界将是如此流畅,它会产生很少的摩擦。在这项研究之前,这是研究人员,预计将发生在潮气强调强烈的行星上。

冷,硬行的行星倾向于抵抗潮汐应力并非常缓慢地释放能量。事实上,亨宁和赫尔福德发现,许多他们中的许多实际上产生的摩擦力不如以前的想法。对于从星星的行星尤其如此。如果这些世界没有被其他机构拥挤,他们可能在他们的偏心轨道上稳定了很长时间。

“在这种情况下,较长的非圆形轨道可能会增加”可居住区域“,因为潮气压力仍然是长时间的能源,”赫尔福德说。“这对昏暗的星星或地下海洋的冰世界来说很棒。”

令人惊讶的是,陆地行星实现大量加热的另一种方式将被覆盖在一个非常厚的冰壳中,类似于极端的“雪球地球”。虽然一块冰是一个滑溜的,低摩擦的表面,千里厚的冰层是非常辛辣的。像这样的壳就是正确的性质,以强烈反应潮气,产生大量的热量。(这些行星内部的高压可以防止最顶层的所有层变成液态水。)

研究人员发现,非常敏感的冰或几乎熔化的材料层可能相对薄,在某些情况下只有几百英里,但仍然占主导地位全球行为。

团队建模的行星是地球大小,最大的两倍半。Henning补充说,在这个尺寸范围的高端的超级行星 - 可能会对潮气强调进行更强的潮气,并且可能从由此产生的摩擦和加热中受益更多。

现在研究人员已经表明了一个星球的不同层的贡献的重要性,下一步是研究熔化材料流量的层流量和随时间的变化。

出版物:Wade G. Henning和Terry Hurford,“多层陆地外鼻产物的潮热,”2014,APJ,789,30; DOI:10.1088 / 0004-637X / 789 / 1/30

图像:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

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