천문학

우리는 외계행성의 행성 경사를 측정하는 기술을 보유하는 데 얼마나 근접하고 있습니까?

우리는 외계행성의 행성 경사를 측정하는 기술을 보유하는 데 얼마나 근접하고 있습니까?



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내가 말할 수 있는 한, 우리는 아직 외계 행성의 기울기에 합리적인 범위를 정할 정도의 정확도를 가지고 있지 않지만, 위키피디아는 이것이 "가까운 미래"에 가능할 수 있다고 지적하는 것 같습니다. 이것은 외행성의 회전 평탄화를 직접 관찰하거나 위성을 찾고 행성이 위성과 같은 평면에 조석적으로 고정되어 있다고 가정함으로써 직접 영상화를 통해 달성해야 할 것 같습니다.

우리가 이런 종류의 정밀도에 얼마나 가깝다고 평가하시겠습니까? 행성의 기울기를 측정하는 다른 방법이 있습니까?

물론 확실한 답변을 기대하지는 않습니다. 이 분야에 대한 연구를 알고 있거나 이에 대해 생각이 있는 사람이 있는지 궁금합니다.


Carter & Winn(2010)은 외계행성의 기울기를 감지하는 가장 유망한 수단이 진입 및 퇴출 시 통과 신호에 각인되는 아주 작은 서명을 통하는 것이라고 제안합니다(토성과 같은 편평한 행성의 경우 ~ 200ppm). Zhu et al. (2014)은 이 기술을 사용하여 케플러 천체인 목성 질량 18번의 갈색 왜성 케플러 39b(KOI-423.01)에서 외행성 기울기를 잠정적으로 탐지했습니다. 그들은 0.22±0.11의 편평도를 측정합니다. 그들은 또한 케플러 목록에 있는 다른 행성의 편평도에 대해 일부 상위 제한을 둡니다.

KOI-423.01에 대한 12개의 궤도를 통한 전송 신호. 하나는 편평도가 있고 다른 하나는 없는 두 모델의 잔차가 맨 아래에 표시됩니다. Oblateness 모델이 데이터에 더 적합합니다.

편평도 변화는 온도 변조를 조절함으로써 외계 행성의 거주 가능성에 도움이 되는 것으로 생각되므로 시간 경과에 따른 이 속성의 측정은 미래의 우주 생물학 및 SETI 연구를 위한 외계 행성 관측의 우선 순위가 될 것으로 기대합니다.


젊은 행성 질량 동반자의 스핀 진화에 대한 제약

젊은 별 형성 지역에 대한 조사에서 행성 질량의 인구가 증가하는 것을 발견했습니다(<13 미디엄 ) 어린 스타 주변 의 동료 1 . 이 동반자들이 행성처럼 형성되었는지(즉, 항성 주위 디스크에서) 2 또는 별 형성 과정 3의 낮은 질량 꼬리를 나타내는 것인지에 대한 지속적인 논쟁이 있습니다. 이 연구에서 우리는 고해상도 분광법을 사용하여 3명의 젊은(2–300 Myr) 행성 질량 동반자의 회전 속도를 측정하고 이러한 측정을 두 개의 추가 동반자 4,5에 대한 게시된 회전 속도와 결합하여 스핀 분포의 그림을 제공합니다. 이러한 개체의. 이 분포를 질량이 20 미만인 6개의 갈색 왜성에 대한 상보적 회전율 측정값과 비교합니다. 미디엄 , 그리고 이러한 분포가 구별할 수 없음을 보여줍니다. 이것은 이 두 집단이 동일한 메커니즘을 통해 형성되었거나 회전 속도를 조절하는 프로세스가 형성 메커니즘과 독립적임을 시사합니다. 우리는 두 개체군의 회전 속도가 분해 속도보다 훨씬 낮고 부착이 끝난 후 처음 몇 억 년 동안 크게 발전하지 않는다는 것을 발견했습니다. 이것은 아마도 행성 주위 디스크와의 상호 작용에 의해 부착의 후기 단계에서 회전 속도가 설정된다는 것을 시사합니다. 이 결과는 어린 행성질량 물체의 각운동량 진화를 조절하는 과정과 행성질량 체제에서 기체 강착 및 디스크 결합의 물리학을 이해하는 데 중요한 의미를 갖습니다.

이전 연구에서는 질량과 반장경 분포를 특성화하여 젊은 별 주변의 행성 질량 동반자의 기원을 제한하려고 했지만 이 접근 방식은 현재 샘플 6의 상대적으로 작은 크기로 인해 제한됩니다. 여기에서 우리는 행성 질량 동반자의 회전 속도를 측정하여 그들의 강착 이력과 후속 각운동량 진화를 조사하는 다른 접근 방식을 제안합니다. 제동 메커니즘이 없는 경우, 항성주위 원반에 박혀 있는 활발하게 강착하는 가스 거대 행성은 분열 속도(즉, 물리적으로 허용되는 최대 속도)에 근접하는 회전 속도로 회전해야 합니다. 그러나 태양계 가스 거인에 대한 관찰은 그들이 태초의 분해 속도보다 3~4배 더 느리게 회전하고 있음을 나타냅니다. 이것은 젊은 행성이 각운동량 7을 흘릴 수 있는 채널을 제공할 수 있는 행성 주변 가스 강착 디스크와의 자기 결합 때문일 수 있습니다. 항성주위와 행성주위 가스 원반이 분산된 후 늦은 거대 충돌이나 중력 조석이 일부 행성의 회전 속도를 추가로 변경할 수 있습니다 8,9 .


우리는 외계행성의 행성 경사를 측정하는 기술을 보유하는 데 얼마나 근접하고 있습니까? - 천문학

기후 주기는 행성의 축 기울기 또는 기울기의 변화에 ​​의해 영향을 받습니다. 항성 쌍성 동반자는 중력 잡아당김을 통해 행성의 기울기를 상당히 변경할 수 있습니다. 센타우리자리 알파 B를 도는 쌍둥이 지구의 기후는 경사도의 큰 변화에 특히 취약하며 큰 달은 도움이 되지 않습니다. 망원경은 곧 근처 행성의 회전과 기울기를 식별할 수 있습니다.

알파 Cen B를 도는 쌍둥이 지구. 크레딧: Universe Sandbox를 사용하여 Billy Quarles가 제작했습니다.

빌리 퀄레스 미국 조지아주 애틀랜타에 있는 Georgia Institute of Technology의 연구원입니다.

Billy Quarles는 원본 기사의 저자이기도 합니다.

시간이 지남에 따라 지구의 축 방향 기울기 또는 기울기의 약한 진동은 몇 도 미만이며 우리 행성에서 복잡한 생명체가 번성한 이유 중 하나입니다. 거대한 행성이 태양과 같은 별으로 대체된다면 이것이 사실일까요? Alpha Centauri는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 이 개념을 테스트할 수 있는 쌍성계입니다. 그것은 우리가 가벼운 돛을 사용하여 추진하는 작은 탐사선을 통해 인간의 일생에 우리의 결과를 검증할 수 있을 만큼 충분히 가깝습니다. 우리의 달은 우리의 자전축의 회전 속도를 높여 지구의 기울기가 크게 바뀌는 것을 크게 방지합니다. 이것은 과거에 큰 경사 변화가 발생했고 생명의 전망을 극적으로 제한했다는 것을 알고 있는 작은 위성이 있는 화성과 대조됩니다. 화성의 기후적 종말은 거대한 행성, 지구형 행성, 태양으로부터 자전축의 중력 줄다리기에서 비롯됩니다. 그 결과, 화성은 때때로 수직으로 자리 잡고 있는데, 이는 극지방의 급격한 성장으로 인해 대기가 희박해지는 원인이 됩니다. 지구와 화성은 지구형 행성의 이분법을 나타냅니다. 각 세계의 기후는 다른 요인들 중에서 시간이 지남에 따른 경사의 변화로 인해 크게 다릅니다. 우리의 연구는 알파 센타우리의 별 중 하나를 도는 지구와 같은 행성의 스핀 축이 다른 별과 몇 개의 인근 행성의 주기적인 중력 잡아당김에 어떻게 반응하는지를 설명합니다.

우리는 슈퍼컴퓨터를 사용하여 수백만 년에 걸쳐 Alpha Centauri B(덜 무거운 별)를 도는 달이 없는 행성의 기울기를 시뮬레이션했습니다. 우리는 다양한 시나리오 또는 시작 행성의 경사를 고려하고 회전 속도를 다양화했습니다. 우리는 회전축의 회전 속도가 궤도의 회전 속도와 거의 동일한 경우에만 기울기의 변화가 지구의 것과 같다는 것을 발견했습니다. 그렇지 않으면 기울기가

20,000년. 달이 없으면 지구의 기울기가 변하는 것과 같으니 우리와 같은 큰 달이 도움이 될까요? 아니요, 이것은 전혀 도움이 되지 않으며 경사 진동을 화성과 같은 수준으로 증가시킬 것입니다.

이것은 지구와 같은 행성이 혹독한 기후를 가질 운명이라는 것을 의미합니까? 아니요, 다른 시나리오는 지구와 같은 행성의 회전에 대한 다른 별의 중력 영향을 완화할 수 있습니다. 다음은 우리가 시도한 네 가지 옵션입니다. (1) 훨씬 더 큰 기울기는 회전축이 회전하는 속도와 중력 상호작용에 대한 시간 척도를 변경합니다. 여기서 역회전은 다른 별의 순 잡아당김을 낮추기 때문에 이상적일 것입니다. (2) 센타우리자리 알파에 있는 각 별의 밝기가 다르고 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역이 더 먼 거리에 있기 때문에 행성이 다른 별 알파 센 A(더 무거운 별)를 중심으로 더 먼 거리를 공전할 수 있습니다. 더 큰 궤도는 중력 상호 작용의 시간 척도를 변경하고 기울기 변화의 크기를 줄입니다. (3) 태양계에 있는 것과 같은 추가 지구 행성 이웃을 갖는 것은 중력 상호 작용의 시간 척도를 이동시켜 경사 진동을 낮출 수 있습니다. (4) 센타우리자리 알파가 지구와 같은 약한 경사진동을 보장할 수 있을 정도로 더 넓게 분리되어 있거나 덜 편심한 쌍성계에서 자라는 것. 우리는 옵션 (4)가 태양과 같은 쌍성의 일반적인 궤도 및 항성 특성을 고려하여 가장 좋은 것으로 나타났습니다. 태양보다 약간 덜 무거운 별과 더 넓게 분리된 쌍성은 우리 은하에서 더 일반적으로 발견됩니다. 이 바이너리의 거의 90%는 지구와 같은 행성을 호스팅하고 지구와 같은 경사 진동을 허용할 수 있습니다.

판 구조론, 풍화 주기, 대기 역학과 같은 많은 과정이 행성의 기후와 시간 경과에 따른 변화에 영향을 미칩니다. 그러나 외계행성에서 이러한 과정을 연구하는 것은 우리의 손이 닿지 않는 범위에 있으며 향후 수십 년 동안 더 가시적일 수 있습니다. 현재의 기술적인 노력은 쌍성계 내에서 궤도를 도는 행성을 탐지하고 궤도를 특성화하며 행성의 밀도를 결정할 수도 있습니다. 우리의 연구는 현재의 최전선에 있습니다. 왜냐하면 행성 회전이 측정할 다음 대상이고 차세대 직접 이미징이 이를 수행하는 기술이 될 것이기 때문입니다. 간헐적 인 구름 덮개 또는 극지방의 반사에서 행성의 밝기 진동을 제거하는 것은 등대 옆의 신호등 역할을하는 반딧불과 같습니다.


Spitzer Target-of-Opportunity 프로그램

우리 그룹은 새로 발견된 외계 행성의 일식과 통과를 관찰하는 스피처 우주 망원경 프로그램을 이끌었습니다. 참여 발견자에는 WASP(광각 행성 탐색), 헝가리산 자동 망원경(HAT), XO, Geneva 및 Yale/SFSU 팀이 포함되었습니다. 우리는 수십 개의 일식과 통과를 관찰했습니다. 게시된 결과에는 파생된 운송 및 일식 광곡선의 디지털 버전이 포함됩니다. 우리는 각각에 대한 별도의 페이지에 대한 링크와 함께 몇 가지 주목할만한 결과를 아래에 나열합니다. 이 논문 중 일부는 학생들이 주도했습니다! 우리는 더 많은 서류를 작성해야 합니다, 그리고 우리는 학생이 필요합니다 데이터 분석을 돕고 자신의 논문을 주도합니다.

스피처 우주 망원경은 태양 주위를 공전하는 지구 뒤를 추적합니다. Spitzer는 85cm(33.5인치) 직경의 기본 거울과 다양한 기기(IRAC, IRS 및 MIPS)를 사용하여 적외선(3 – 180μm)에서 관찰합니다. 6년 이상 운영한 후 위성에 냉각수가 부족하여 IRAC 3.6 및 4.5μm 대역으로 기능이 제한됩니다. 그럼에도 불구하고 천문대는 외계행성을 관찰하는 데 매우 생산적입니다.


좋아하는 Astro Plots #4: 외계행성 분류하기

질량 및 크기. 모든 개체의 가장 기본적인 속성 중 두 가지. 너무 기본적이어서 국제 단위계의 7가지 "기본 단위" 중 두 가지입니다. 천문학에서 다른 세계의 질량과 반지름을 모두 측정하는 것은 (단순히 추측하는 것이 아니라) 힘든 일이며, 불과 몇 년 전까지만 해도 다른 세계의 질량 대 크기 플롯은 매우 희박하고 정보가 없어 보였을 것입니다. 그러나 외계 행성 천문학자들의 지칠 줄 모르는 노력 덕분에 우리는 이제 수백 개의 먼 세계에 대해 상당히 정확한 질량과 반지름을 알고 있습니다. 큰 외계행성 데이터 시대에 오신 것을 환영합니다!

당신은 아마도 질량과 반지름을 물체의 "속성" 또는 "매개변수"로 생각하는 데 익숙할 것입니다. 그러나 데이터를 다른 그룹으로 분류하는 데 관심이 있는 데이터 과학자는 이를 "기능"이라고 부릅니다.

기능을 사용하여 데이터를 분류하는 것은 때때로 중요한 물리적 통찰력을 제공할 수 있으며, H에 대한 위상 변화의 경우에서 나온 좋은 예2O. 상자 안의 온도만 측정할 수 있는 얼음으로 가득 찬 밀봉된 상자가 있다고 상상해 보십시오. 상자를 가열하기 시작했다고 가정해 봅시다(에너지 입력 증가). 아래 그림과 같이 상자 내부의 온도가 증가하는 것을 관찰할 수 있습니다. 그러나 상자를 계속 가열하고 있음에도 불구하고 온도계가 잠시 동안 0 o C에서 안정되는 것을 알 수 있습니다! 이것은 에너지가 얼음을 고체에서 액체로 변환하는 데 사용되기 때문입니다(그러나 상자 안을 볼 수 없기 때문에 이것을 알지 못한다는 것을 기억하십시오!). 이제 데이터 과학자를 데리고 아래에 표시된 온도 대 에너지 입력 데이터를 보여주십시오. 그들은 분류 알고리즘을 적용하고 상자 안을 들여다보고 실제로 다른 단계를 볼 수 없었음에도 불구하고 물질의 세 단계를 식별할 수 있었습니다.

고체에서 기체로의 변화

최근 논문에서 나는 이러한 종류의 사고를 다른 세계의 질량과 반경에 적용하는 데 관심이 있었습니다. 행성을 분류할 수 있습니까? 아래 도표는 질량과 거대성이 될 만큼 오래 살지 않은 별까지 둥글게 볼 수 있을 만큼 충분히 무거운 물체(즉, 왜행성)의 크기와 비교합니다. 이 그림에 표시된 가장 가벼운 세계는 달보다 작고 가장 무거운 세계는 태양보다 약간 작은 별까지 확장됩니다. 8개의 태양계 행성(주황색 기호)을 제외하고 이 플롯에는 태양계의 위성과 왜성 행성, 다양한 기술을 통해 감지된 약 300개의 태양계 외 행성이 포함됩니다.

외계행성 반경 대 질량 이미지: 컬럼비아 대학교, 징징 첸

이전의 온도 대 에너지 입력 플롯과 마찬가지로 단일 직선 관계가 모든 데이터에 적합하지 않다는 것은 분명합니다. 이것은 다른 세계가 질량과 반지름 사이의 관계를 지배하는 다른 구성과 다른 기본 물리학을 가지고 있기 때문입니다. 위상 변화가 있습니다! 따라서 단일 직선 대신 질량과 반지름 사이의 깨진 멱법칙을 맞춥니다. 각 관계 쌍 사이의 전환점은 우리 모델의 일부로 적합합니다. 이는 본질적으로 우리가 이러한 세계의 분류를 수행하고 있음을 의미합니다.

첫 번째 전환은 약 1.23 지구 반경에 해당하는 2 지구 질량에서 발생합니다. 지구가 전형적인 구성원이기 때문에 이 지점 아래의 범주를 "테란 세계"라고 명명했습니다. 수성, 금성, 화성을 비롯한 많은 태양계 세계는 물론 달과 왜성 행성이 모두 이 범주에 속하며 질량과 반지름 사이의 긴밀한 관계를 보여줍니다. 그것의 이웃 범주는 "해왕성 세계"로 분류되며, 태양계의 외부 행성인 토성, 천왕성, 해왕성 3개를 포함합니다. 이 범주의 세계는 상당한 변동성 봉투를 가지고 있어 반경이 테란 세계의 반경보다 훨씬 더 빠르게 증가합니다. 토성은 0.41 목성 질량(또는 약 130 지구 질량)에서 발생하는 두 번째 천이 바로 오른쪽에 있는 해왕성 범주의 가장자리에 있습니다. 사실, 우리 프로젝트에서 파생된 분류를 사용하여 토성은 해왕성 세계일 가능성이 95%, 목성 세계일 가능성이 5%입니다(목성 유사). 다음 범주인 "목성 세계"는 일종의 특별합니다. 이 범주에서는 질량이 100배 이상 증가했음에도 불구하고 모든 세계의 반경이 거의 동일합니다. 이 범주에는 가장 무거운 종류의 행성과 갈색 왜성이 포함됩니다. 일부 분류에서는 행성과 갈색 왜성을 서로 다른 것으로 간주합니다. 그러나 플롯에서 볼 수 있듯이 갈색 왜성은 가장 무거운 행성과 동일한 질량-반지름 관계를 따릅니다. 마지막 전환은 0.08 태양 질량입니다. 이 한계를 초과하면 내부 압력이 충분히 높아 코어가 수소 핵융합 연쇄 반응을 촉발할 수 있습니다. 따라서 마지막 범주인 "별의 세계"에는 별이 포함됩니다.

분류 외에도 이 질량-반지름 관계는 예측에도 사용할 수 있습니다. 지난 20년 동안 천문학자들은 수천 개의 외계 행성을 발견했습니다. 그러나 이러한 감지의 대부분은 질량(예: 반경 방향 속도) 또는 반경(예: 통과)을 측정합니다. 질량-반지름 관계를 통해 다른 측정값으로 질량(반지름)을 예측할 수 있습니다.

이런 식으로 데이터를 보면 놀라운 결과가 나타납니다. 갈색 왜성은 단지 질량이 큰 목성일 뿐입니다. 명왕성과 같은 왜행성은 지구를 포함하는 같은 등급의 저질량 구성원일 뿐입니다. 아마도 가장 놀라운 결과는 해왕성 세계와 지구와 같은 단단한 행성 사이의 구분이 단지 2개의 지구 질량에서 발생한다는 것입니다. 이것은 슈퍼 지구를 위한 공간을 거의 남기지 않고 가스 행성이 우리가 처음에 예상했던 것보다 훨씬 낮은 질량으로 발생한다는 것을 암시합니다. 사실상 지구는 우리가 줄곧 찾고 있던 슈퍼 지구입니다.


Cornell은 3명의 51 Pegasi b 천문학 박사후 연구원과 연결되었습니다.

코넬은 올해 행성 천문학 분야의 51개 Pegasi b Fellowships의 수상자 8명 중 3명과 연결될 것입니다. 두 사람은 3년 간의 박사후 과정을 위해 Ithaca에 오고 있고 다른 한 사람은 최근에 코넬 대학을 졸업했습니다.

올해로 4년째인 이 펠로우십은 Heising-Simons 재단에서 수여합니다. Cornell은 올해 잠재적 호스트 기관으로 선정되었습니다. 이 휄로우 십은 행성 천문학에서 이론, 관찰 및 실험 연구를 수행하는 박사후 연구원들에게 3년 동안 독립적인 연구를 위해 최대 $375,000의 지원을 제공합니다. 이 상은 태양과 같은 별 주위를 도는 최초의 외계 행성의 이름을 따서 명명되었습니다.

Cornell에 오는 것은 그녀의 Ph.D.를 받은 Emily First가 될 것입니다. 마노아 하와이 대학교에서 지질학 및 지구 물리학 박사 학위를 취득했으며 뉴욕 시립 대학교 대학원에서 물리학 박사 과정을 밟고 있는 아일린 곤잘레스(Eileen Gonzales). 코넬이 51명의 페가시 b 펠로우를 호스트하는 것은 이번이 처음입니다.

사무엘 버치 박사 '18년 코넬 천체 물리학 및 행성 과학 센터의 연구원은 매사추세츠 공과 대학의 지구 및 행성 과학부에서 펠로우십 년을 보낼 것입니다.

칼 세이건 연구소(Carl Sagan Institute)의 부소장이자 예술 과학 대학(A&S)의 천문학 조교수인 니콜 루이스(Nikole Lewis)는 “처음으로 51명의 Pegasi b 박사후 연구원을 코넬로 보낼 수 있기를 고대하고 있습니다. “51 Pegasi b Fellowship Program의 주요 측면 중 하나는 학제간 연구를 육성하는 것이며, 이는 Carl Sagan Institute를 통해 잘 지원될 것입니다. 동료들은 행성 천문학에서 코넬의 역사적 강점과 잘 일치하는 미래 지향적인 연구에 착수할 것입니다.”

에스테반 가젤(Esteban Gazel) 공과대학 지구 및 대기과학 부교수. 그녀는 또한 A&S의 천문학 부교수이자 Carl Sagan Institute의 이사인 Lewis 및 Lisa Kaltenegger와 함께 일할 것입니다.

퍼스트는 “내가 만들고 있는 구성 목록이 앞으로 수년 동안 수많은 외계행성 연구 프로젝트를 지원할 잠재력이 있다는 사실을 알게 되어 힘이 난다”고 말했다.

Gonzales는 갈색 왜성 대기에 대한 학습을 ​​가스 거대 외행성에 적용하기 위해 관측과 이론을 병합할 계획입니다. 그녀는 원래 갈색 왜성 구름을 연구하기 위해 만들어진 도구를 사용하여 더 다양한 대기 특징과 화학을 다룰 것입니다. 그녀는 루이스의 멘토가 될 것이며 천문학과에서 일할 것입니다.

곤잘레스는 "외계행성에 대한 근본적인 질문에 대한 답을 찾기를 희망한다"면서 "대기에 대한 구름의 영향, 형성과 진화를 형성하는 핵심 화학 과정, 미래 연구를 위해 어떤 기술을 준비해야 하는지"라고 말했다.

행성 과학에서 박사 학위를 취득한 Birch는 지질 및 기후 역사를 더 잘 이해하기 위해 외부 태양계 물체의 표면을 조사할 것입니다.

Alisha Gupta '20은 College of Arts & Sciences의 커뮤니케이션 조교입니다..


제목: 컴팩트한 다중 행성 시스템의 낮은 항성 기울기

우리는 하늘에 투영된 항성 기울기를 측정합니다() 다중 전이 행성계 KOI-94 및 Kepler-25에서 Rossiter-McLaughlin 효과를 사용합니다. 두 경우 모두 호스트 별은 행성의 궤도면과 잘 정렬되어 있습니다. KOI-94의 경우 = -11 Degree-Sign <+->11 Degree-Sign , Hirano와 동료들의 최근 결과를 확인합니다. Kepler-25는 통과 깊이가 비정상적으로 작기 때문에(0.13%) 더 어려운 경우였습니다. 기울기를 얻으려면 별의 예상 회전 속도에 대한 사전 지식을 사용하고 스펙트럼의 독립적인 파장 영역에 두 가지 다른 분석 방법을 적용해야 했습니다. 두 가지 방법으로 일관된 결과를 얻었고, = 7도 기호 <+->8도 기호 및 -0. 도 기호 5 <+->5. 각도 부호 7. 이제 다중 이동 행성 시스템의 호스트 별에 대한 총 5개의 기울기 측정이 있으며, 모두 회전 궤도 정렬과 일치합니다. 이 정렬은 상대적으로 큰 궤도 거리와 시스템의 낮은 행성 질량 때문에 조석 상호 작용의 결과일 것 같지 않습니다. 이러한 점에서 다중행성 호스트 별은 조석 상호 작용이 약할 때마다 일반적으로 큰 회전 궤도 오정렬을 갖는 뜨거운 목성 호스트 별과 다릅니다. 특히, 뜨거운 목성 호스트의 약한 조석 부분 집합은 등방성 분포(p = 0.6)와 일치하는 기울기를 갖지만 다중행성 호스트는 이러한 분포와 호환되지 않습니다(p 10). 이것은 높은 경사도가 뜨거운 목성 시스템에 국한되어 있음을 시사하고 뜨거운 목성의 형성이 행성 궤도를 기울이는 과정을 포함한다는 추가 증거를 제공합니다. « 덜


Cornell은 3명의 51 Pegasi b 천문학 박사후 연구원과 연결되었습니다.

코넬은 행성 천문학 분야의 51개 Pegasi b Fellowships의 올해 수상자 8명 중 3명과 연결될 것입니다. 두 사람은 3년 간의 박사후 과정을 위해 Ithaca에 오고 있고 다른 한 사람은 최근에 코넬 대학을 졸업했습니다.

올해로 4년째인 이 펠로우십은 Heising-Simons 재단에서 수여합니다. Cornell은 올해 잠재적 호스트 기관으로 선정되었습니다. 이 휄로우 십은 행성 천문학에서 이론, 관찰 및 실험 연구를 수행하는 박사후 연구원들에게 3년 동안 독립적인 연구를 위해 최대 $375,000의 지원을 제공합니다. 이 상은 태양과 같은 별 주위를 도는 최초의 외계 행성의 이름을 따서 명명되었습니다.

Cornell에 오는 것은 그녀의 Ph.D.를 받은 Emily First가 될 것입니다. 마노아 하와이 대학교에서 지질학과 지구 물리학을 전공했으며 뉴욕 시립 대학교 대학원에서 물리학 박사 과정을 밟고 있는 아일린 곤잘레스(Eileen Gonzales). 코넬이 51명의 페가시 b 펠로우를 호스트하는 것은 이번이 처음입니다.

사무엘 버치 박사 '18년 코넬 천체 물리학 및 행성 과학 센터의 연구원은 매사추세츠 공과 대학의 지구 및 행성 과학부에서 펠로우십 년을 보낼 것입니다.

칼 세이건 연구소(Carl Sagan Institute)의 부소장이자 예술 과학 대학(A&S)의 천문학 조교수인 니콜 루이스(Nikole Lewis)는 "처음 51명의 Pegasi b 박사후 연구원을 코넬 대학으로 맞이하게 되기를 고대하고 있습니다."라고 말했습니다. “51 Pegasi b Fellowship Program의 주요 측면 중 하나는 학제간 연구를 육성하는 것이며, 이는 Carl Sagan Institute를 통해 잘 지원될 것입니다. 동료들은 행성 천문학에서 코넬의 역사적 강점과 잘 일치하는 미래 지향적인 연구에 착수할 것입니다.”

에스테반 가젤(Esteban Gazel) 공과대학 지구 및 대기과학 부교수. 그녀는 또한 A&S의 천문학 부교수이자 Carl Sagan Institute의 이사인 Lewis 및 Lisa Kaltenegger와 함께 일할 것입니다.

퍼스트는 “내가 만들고 있는 구성 목록이 앞으로 수년 동안 수많은 외계행성 연구 프로젝트를 지원할 잠재력이 있다는 사실을 알게 되어 힘이 난다”고 말했다.

Gonzales는 갈색 왜성 대기에 대한 학습을 ​​가스 거대 외계 행성에 적용하기 위해 관측과 이론을 병합할 계획입니다. 그녀는 원래 갈색 왜성 구름을 연구하기 위해 만들어진 도구를 사용하여 더 다양한 대기 특징과 화학을 다룰 것입니다. 그녀는 루이스의 멘토가 될 것이며 천문학과에서 일할 것입니다.

곤잘레스는 "외계행성에 대한 근본적인 질문에 대한 답을 찾기를 희망한다"면서 "대기에 대한 구름의 영향, 형성과 진화를 형성하는 핵심 화학 과정, 미래 연구를 위해 어떤 기술을 준비해야 하는지"라고 말했다.

행성 과학에서 박사 학위를 취득한 Birch는 지질 및 기후 역사를 더 잘 이해하기 위해 외부 태양계 물체의 표면을 조사할 것입니다.

Alisha Gupta '20은 College of Arts & Sciences의 커뮤니케이션 조교입니다..


조지아 공과대학

외계행성 축 기울기에 대한 새로운 연구의 저자인 천체 물리학자 Billy Quarles는 조지아 공대의 가장 큰 망원경이 천문대에 보관되어 있습니다. 크레딧: 조지아 공대/롭 펠트

외계인에 대한 속담은 “그들은 저 밖에 있다”고 말합니다. 행성 축 기울기에 대한 새로운 연구에 비추어 볼 때 사실일 가능성이 더 높아 보입니다.

Georgia Institute of Technology의 천체 물리학자들은 이론적인 쌍둥이 지구를 쌍성계라고 하는 다른 항성계로 모델링했습니다. 왜냐하면 그들은 두 개의 별을 가지고 있기 때문입니다. 그들은 쌍성계에서 찾을 수 있는 외지구의 87%가 복잡한 생명체의 진화에 유리한 기후 안정의 중요한 요소인 지구와 유사하게 일정한 축 기울기를 가져야 한다고 결론지었습니다.

“다성계는 일반적이며 별의 약 50%에는 쌍성 동반성이 있습니다. 따라서 이 연구는 많은 수의 태양계에 적용될 수 있습니다.

여러 행성을 가진 우리와 같은 단일 항성 태양계는 더 희귀해 보입니다.

알파 센타우리 B? 비참한

연구원들은 경사라고도 하는 지구의 축 기울기가 화성의 축 기울기의 변화에 ​​따라 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 대조하기 시작했습니다. 우리 행성의 약간의 경사 변화는 살기 좋은 기후와 진화를 위해 훌륭했지만, 화성 축 기울기의 더 거친 변화는 아래 섹션에서 설명하는 것처럼 대기를 파괴하는 데 도움이 되었을 수 있습니다.

그런 다음 연구원들은 지구를 Alpha Centauri AB의 거주 가능 영역 또는 Goldilocks, 즉 우리 태양계의 가장 가까운 이웃인 "A"라고 불리는 하나의 별과 "B"라고 불리는 다른 쌍성계로 모델링했습니다. 그 후, 그들은 모델을 보다 보편적인 범위로 확장했습니다.

"우리는 별의 질량, 궤도 특성 등의 다양한 변형을 가진 다른 쌍성 주위가 어떨지 시뮬레이션했습니다."라고 Li의 실험실 연구 과학자이자 수석 연구원인 Billy Quarles가 말했습니다. “전체적인 메시지는 긍정적이었지만 가장 가까운 이웃에게는 그렇지 않았습니다.”

Alpha Centauri A는 실제로 나빠 보이지 않았지만 별 B를 모델로 한 외계 지구에서 약한 축 역학에 대한 전망은 비참했습니다. 이것은 Alpha Centauri AB가 4광년 떨어져 있고 유명 후원자들과 함께 Starshot이라는 임무가 진화된 생명체의 징후를 포함하여 시스템을 조사하기 위해 우주 탐사선을 발사할 계획이기 때문에 약간의 희망을 꺾을 수 있습니다.

연구원들은 NASA Ames Research Center의 Jack Lissauer가 공동 주도한 그들의 연구를 천체물리학 저널 2019년 11월 19일 제목: 태양과 같은 항성 쌍성에서 항성주위 행성의 기울기 진화. 이 연구는 NASA Exobiology Program의 지원을 받았습니다.

A 또는 B 주변에서 확인된 외계행성은 근처의 적색 왜성 프록시마 센타우리 주변에서 확인되었지만 그 행성은 거주할 수 없을 것입니다.

지구? 바로

빙하 시대와 더운 단계에도 불구하고 지구의 기후학적 구조는 부분적으로 온화한 궤도 및 축 기울기 역학으로 인해 수억 년 동안 고요하여 진화가 큰 진전을 이뤘습니다. 화성과 같이 급격하게 변화하는 역학과 그에 따른 기후는 진화된 생명체를 정기적으로 죽이고 진화를 방해할 수 있습니다.

태양 주위를 도는 지구의 궤도는 일종의 진동인 약간의 세차 운동을 통해 부드럽고 아주 천천히 시소로 된 약간의 경사를 이루고 있습니다. 지구는 자전하면서 태양에 상대적인 위치를 이동하여 스피로그래프 그림처럼 약간 돌고 있습니다. 궤도는 또한 100,000년 기간 동안 약간 더 긴 직사각형과 약간 덜 긴 직사각형 사이에서 모양이 세차게 움직입니다.

지구의 자전축 기울기는 41,000년 동안 22.1도에서 24.5도 사이를 세차합니다. 우리의 큰 달은 지구와의 중력 관계를 통해 기울기를 안정시킵니다. 그렇지 않으면 수성, 금성, 화성 및 목성과의 탄력 있는 중력 상호 연결이 공명으로 기울기를 흔들 것입니다.

"만약 우리에게 달이 없다면 지구의 기울기는 약 60도 달라질 수 있습니다."라고 Quarles는 말했습니다. "우리는 화성처럼 보일 수 있으며 축의 세차 운동이 대기 손실에 기여한 것으로 보입니다."

화성의 축은 200만년마다 10도에서 60도 사이를 세차합니다. 10도 기울어지면 대기가 극에서 응축되어 얼음으로 대기의 많은 부분을 가두는 캡이 생성됩니다. 60도에서 화성은 적도 주위에 빙대를 형성할 수 있습니다.

우주? 유망한

Alpha Centauri AB에서 우리 태양만한 크기의 별 B와 더 큰 별 A는 천왕성과 우리 태양 사이의 거리에서 서로를 공전하는데, 이것은 쌍성계에서 두 별에 매우 가깝습니다. 이 연구는 두 별 중 하나를 도는 외지구의 변형을 모델링했지만 B를 중심으로 한 거주 가능 영역을 도는 모델링된 지구에 집중했으며 A는 공전하는 별입니다.

A의 궤도는 매우 타원적이며 B 근처를 지나가다가 B로부터 매우 멀리 이동하며 모델에서 외지구 자체의 역학을 압도하는 강력한 중력을 내뿜습니다. 그것의 기울기와 궤도는 매우 다양하여 우리의 달을 모델에 추가해도 도움이 되지 않았습니다.

“센타우루스자리 알파 B 주변에는 달이 없을 때보다 축이 더 안정적입니다. 달이 있다면 그것은 매우 나쁜 소식입니다.”라고 Quarles가 말했습니다.

달이 없고 축 변동이 약간 있어도 복잡하고 지구와 같은 진화는 B 주변의 모델링된 외지구에서 힘든 시간을 보내는 것처럼 보일 것입니다.

“당신이 보게 될 가장 큰 효과는 궤도가 얼마나 길어졌는지와 관련된 기후 주기의 차이입니다. 지구에서처럼 100,000년마다 빙하기가 발생하는 대신 100만년마다 빙하기가 오고 더 나빠지고 훨씬 더 오래 지속될 수 있습니다.”라고 Quarles가 말했습니다.

그러나 모델에서 지구와 같은 조건에 대한 약간의 희망이 나타났습니다. 이 작은 스위트 스팟이 있습니다.”라고 Quarles가 말했습니다.

연구원들이 더 넓은 우주의 이진 시스템으로 모델을 확장했을 때 완만한 경사 변화의 가능성이 높아졌습니다.

“일반적으로 별들 사이의 간격은 쌍성계에서 더 크며 두 번째 별은 지구 모델에 미치는 영향이 적습니다. 행성 자체의 운동 역학은 다른 영향을 지배하며 경사는 일반적으로 더 작은 변화를 가지고 있습니다.”라고 Li가 말했습니다. “So, this is quite optimistic.”

The research was funded by the NASA Exobiology Program (grant NNX14AK31G). Any findings, conclusions, or recommendations are those of the authors and not necessarily of the NASA Exobiology Program.

Writer & Media Representative: Ben Brumfield (404-272-2780)

조지아 공과대학
177 North Avenue
Atlanta, Georgia 30332-0181 USA

Additional Photos

The Alpha Centauri group is the closest star - or solar - system outside of our own at a distance of 4.3 lightyears, and it can be found in the night sky in the constellation Centaurus. The stars Alpha Centauri A and Alpha Centauri B comprise a binary system, in which the two stars orbit one another, and close by is an additional faint red dwarf star, Alpha Centauri C, also called Proxima Centauri. Some astronomers have hoped to someday find an exoplanet capable of harboring advanced life in the system, but a new study lowers those expectations while raising them for the rest of the universe. Credit: NASA/ESA Hubble Space Telescope

Earth frigid around Alpha Centauri B

Poor Earth. Modeled into an orbit in the habitable zone around Alpha Centauri B, in this artist's rendering by an author of a new study, our planet appears rather icy and inhospitable to advanced life. Credit: Georgia Tech / Billy Quarles using Universe Sandbox


Probing Exoplanet Obliquity

It’s always a shock for me when the soft air and fecund smells of spring slam into a parched and baked July, but seasonal change is inevitable. At least it is on Earth. We get such seasonal changes because of Earth’s obliquity, the angle of its spin axis relative to the plane of its orbit. For Earth, the angle has stayed pretty close to 23 degrees for a long time, although the tilt’s direction wobbles over cycles of thousands of years. And this very constancy of obliquity turns up in exoplanet discussions at times because it affects conditions on a planetary surface.

Some have argued that without the gravitational effects of the Moon, the tilt of the Earth would be changed by the gravitational pull of the Sun and planets, producing a potentially high degree of obliquity. Contrast our situation with that of Uranus, where we find a 90-degree tilt that leaves one pole in sunlight for half the Uranian year as the other remains in darkness. Without knowing how long the Moon has been able to stabilize Earth’s axial tilt, we can’t say how apparent equatorial ice sheets some 800 million years ago fit into this view of the Moon’s effect.

But obliquity as a factor in habitability continues to energize exoplanetary researchers. At Georgia Tech, a team led by Gongjie Li, working with graduate student Yutong Shan (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) has developed computer simulations to analyze the spin axis dynamics of two exoplanets, Kepler 186f and Kepler 62f, two planets considered to be in or close to the habitable zone of their stars. The paper argues that without our Moon, Earth’s obliquity variation would range from 0 to 45 degrees over billion-year timescales.

Thus obliquity is an interesting data point. Bear in mind that so far, we have no reliable values for exoplanet obliquity, although ways to infer it from light curves and from high-contrast direct imaging have been proposed in the literature. The authors make the assumption that in both exoplanet systems studied, all planets have been identified. They then go on to study the evolution of the two five-planet systems. The ‘secular analytical framework’ they arrive at allows them to factor in planetary rotation rates, additional planets and satellites, and regions where resonant interactions within the system can produce large obliquity variations. For various realizations of planetary systems, the paper thus describes an ‘obliquity evolution.’

We know that Mars and Earth interact strongly with each other, as do Mercury and Venus other than Earth, none of these worlds has a large moon. The authors point out that the orientation angle of a planet’s orbit around its host star can be made to oscillate through gravitational interactions. If the orbit oscillates at the same pace as the precession of the planet’s spin axis, large obliquity variations can be induced, the kind of thing our Moon dampens out.

영상: An artist’s depiction of Kepler-62f. Credit: NASA Ames/JPL-Caltech/T.Pyle.

For these two exoplanet systems, we get an interesting result, for even without a stabilizing moon (if none is present), these two planets could be experiencing relatively low changes in their axial tilt:

“It appears that both exoplanets are very different from Mars and the Earth because they have a weaker connection with their sibling planets,” said Li. “We don’t know whether they possess moons, but our calculations show that even without satellites, the spin axes of Kepler-186f and 62f would have remained constant over tens of millions of years. That’s not to say either exoplanet has water, let alone life. But both are relatively good candidates. Our study is among the first to investigate climate stability of exoplanets and adds to the growing understanding of these potentially habitable nearby worlds.”

As Li has just pointed out, we have no knowledge of surface conditions on either of these planets, making the lovely image above nothing more than a guess, and an optimistic one at that. The ‘super Earth’ Kepler 62f, about 40 percent larger and with a mass 2.8 times that of our planet, is in the constellation of Lyra, the outermost of the five planets orbiting a K2-class star some 1200 light years from Earth. Kepler-186f orbits a red dwarf about 550 light years out, part of a five-planet system in the constellation Cygnus. A stable axial tilt would make it likely that both worlds experience regular seasons and thus a stable climate.

But are large obliquity values necessarily inimical to life? Some recent work, considered by the authors, shows that variability in obliquity can keep a planet’s global temperature higher than it would otherwise have been, extending the outer edge of the habitable zone. But it does appear that obliquity variations can produce sharp transitions between climate states. From the paper:

Recently, Kilic et al. (2017) mapped out the various equilibrium climate states reached by an Earth-like planet as a function of stellar irradiance and obliquity. They find that, in this parameter space, the state boundaries (e.g. between cryo- and aqua-planets) are sharp and very sensitive to the climate history of the planet. This suggests that a variable obliquity can easily move the planet across state divisions, as well as alter the boundaries themselves, which would translate into a dramatic impact on instantaneous surface conditions and long-term climate evolution.

Planets with highly irregular seasons aren’t necessarily destined to be lifeless, but if we become capable of determining planetary obliquity, such a value could help us narrow the target list for future space telescopes. The authors also suggest that their framework can provide input parameters for existing global climate models as we analyze habitability in multi-planet systems.

The paper is Shan and Li, “Obliquity Variations of Habitable Zone Planets Kepler-62f and Kepler-186f,” <em>Astronomical Journal</em> Vol. 155, No. 6 (17 May 2018). 초록/인쇄물.

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I would argue that without a large moon orbiting off the orbital plane of the planet to its primary, like ours does, we would not see much variation at all. We can look at all the other planets in our solar system other than Uranus as examples. Statistically, if planets were prone to wandering obliquity, there should be a much wider range of it among our planets in our solar system. Since there is not, there isn’t a benefit to having a large moon, and here is why: when a planet rotates, the planetary mass at the equator is drawn outward due to centrifugal forces. This creates an oblateness to the planetary sphere, such that the diameter pole to pole is significantly less than the diameter equator to equator. It is this difference, combined with the gyroscopic behavior of the rotating planet, and the overwhelming gravitational attraction of its star, that forces a spinning planet without moons to orient itself north/south along with its star. The greater mass at the equator of the oblate spheroidal planet due to planetary bulge imposes a torque that forces the planet to face its equator edge on to its star. It is only when there is a greater gravitational influence, like a large moon, or a nearby jovian, that the suns influence is overridden, and the planet trends toward obliquity.
This also explains why Uranus orients its axis toward the sun: the greater gravitational influences upon it are not the sun, its own moons, which inhabit an accretion disk that is likewise, consistent with the Uranian equator, face on, rather than edge on, to the Sun, and result from some cataclysmic impact early in Uranian planetary formation. The combined masses of Uranian moons rivals the total mass of our own moon, and while it masses 14x that of Earth, this is apparently sufficient for the moons of uranus to exert a sufficient gravitational influence upon the planet to maintain its obliquity.

For a world that has continental drift, the position of the continental masses on the surface move, resulting in changes to the mass distribution that is resolved by changes in obliquity. Even without CD, didn’t Mars change its obliquity in response to the formation of the Tharsis region with its massive volcanoes?

I agree, the gyroscopic effect of the Earth itself is probably much greater in stabilizing effect than the moon.
There have been some studie indicating that the stabilizing effect of our moon was in fact so small, that even without it, the climatic changes resulting from it would only have been noticeable over the course of a hundred million years or so.

For any position on the planet, a changing obliquity will change the environment of that position. While it might seem that 선험적으로 this makes ecosystems unstable, we do have both continental drift and glacial periods as proof that evolution can occur when environments change. The biogeography of these environments suggests ecosystem changes are quite possible over these timescales.

Even with the extraordinary fast climate changes we are inducing, we see some species successfully migrating towards the poles, although we are also seeing a failure of ecosystems to adjust due to the too rapid changes. But over millions of years, even tens of thousands of years, ecosystems do seem to change successfully with the climate.

There may even be benefits of climate changes induced by obliquity, as it could offer fresh niches for populations to invade as climate changes force migration of well-adapted species. This could help drive evolution, much like terrestrial extinction events have allowed new forms to dominate and radiate.

I concur, but without knowing if the distribution of
continental landmass, of an earth like planet we cannot say for sure how much of a role obliquity play in providing extra variation or amount of desirable living space.

Consider that if a low obliquity planet had large continents stradling the equator, the equatorial rain band would result in the eventual
paths of the watersheds, to be quite intensive and long .

I would guess that Low obliquity planets tend to have fewer ice ages, which considering the high number of extinct fauna and flora it may result in, is a positive for such a planet’s biosphere.

It would seem that the matter of habitability in the Drake equation is becoming increasingly nuanced with progress in knowledge and understanding. The flaring behavior of the host star, the circularity of the orbit, the presence of the needed life precursor materials (including an appropriate atmosphere) are amongst the variables that are fine-tuning “habitability”. Even stellar-scale engineering and (astro) archeology have been added to the mix in attempting an answer to the question that arose with the recognition of the spherical finitude of the Earth: “Are we alone?”

Obliquity of axis of rotation becomes yet another variable to consider when evaluating habitability. The three imperatives of life as we know it – survival, growth and replication might not be thwarted by the effects of axial tilt alone, but when other conditions are borderline, tilt could become the critical variable.

This is indeed a very interesting result, and suggests that we should be careful not to assume that an exoplanet needs to have the exact setup the Earth does in order to have a stable, habitable climate. Apparently exoplanetary systems can differ from what we see in our own solar system!

Statistically, if planets were prone to wandering obliquity, there should be a much wider range of it among our planets in our solar system.

You should note, though, that the obliquity of Venus is downright weird. As listed in the ever helpful Planetary Fact Sheets, Venus has an obliquity of 177.4°, meaning it is almost flipped entirely over. Essentially, Venus rotates backwards relative to the other planets and its north pole points “down”. This suggests Venus might have experienced chaotic spin changes, like scientists suggest could happen to an Earth without a Moon, unless its odd rotation is the result of some cosmic catastrophe like an impact. Mars has a more “ordinary” obliquity of 25.2°, but Venus is arguably the closest planet to Earth in our solar system (in terms of mass, not surface conditions!) other than it has no large moons.

The Earth’s continental drift and carbon cycle explains the snowball Earth periods as well as the obliquity which was believed to be larger in the past but not by very much. These all play a role in those cold periods which were followed by the hottest periods. Mountain ranges absorb Co2 due to basalt and ultramafic rocks so plate tectonics plays a major role. Plants, mountain ranges and the carbon cycle removed the Co2 over the last hundred million years. We do know for sure that the Milankovitch cycles which are based on the Earth’s obliquity and eccentricity are responsible for the ice ages. Fifteen million years ago, there were no polar ice caps on Earth, due to a much large amount of Co2 in our atmosphere so the carbon cycle removed it over time. The obliquity was the same as now at this period of time. The Earth’s obliquity is believed to have been stabilized by our Moon over a large period of time. https://en.wikipedia.org/wiki/Axial_tilt
The small variation in Earth’s obliquity 2.4 degrees is the result of the gravity of the both the Sun and the Moon on the Earth and the same is true of the ocean tides..

Mars has a large obliquity and variation which does effect the climate over the past. The obliquity of Mars follows a large cycle of time. When one pole like the north pole is completely exposed to sunlight, then the polar caps of Mars melt so there is a more icy surface on Mars towards the middle latitudes. Mars does not have a large Moon to keep the obliquity from varying a large amount.

The real problem is that if there is no large Moon, a planet might not have a strong magnetic field to deflect the solar wind which causes the loss of an atmosphere due to it’s stripping. Earth’s iron core is believed to have been made much larger by the it’s impact with Theia which gave up much of it’s iron core to the Earth in the formation of our Moon, the giant impact hypothesis.

Magnetic field does not necessary mean the protection of atmosphere from stellar wind. The observed atmosphere escape rates of Venus, Earth and Mars are very close. People might think the magnetospheres deflect charged particles to avoid the destruction of atmosphere. However, it also accelerates the escape rate at two polar caps and cusp to the equivalent rate seen on unmagnetized planets. Complete picture (considering all the escape mechanisms) of non-thermal escape shows that loss rate can be higher on magnetized planets in some cases.

The collision of Theia with the Earth also gave Earth a fast rotation and large angular momentum which is essential for a magnetic field since charged particles need to move in circles to create a magnetic field.

It would seem to be very usefull to get sideswiped to
create potentially habitable world.

But since the earth was rotating more than twice as fast early
in its history, that implies a much stronger magnetic field.

Would that mean that one reason for the inability of bacteria to
evolve into prokaryotic cells for billions of years maybe due to
a minimizing of mutations because energetic particles were mostly
deflected by said field?

UH-OH ON STEROIDS. The TRAPPIST telescope is being RE-NAMED SPECULOOS-1! Does that mean that the 7 planets will be re-named SPECULOOS-1𔂿b, SPECULOOS-1-1c, SPECULOOS-1-1d, SPECULOOS-1-1e, SPECULOOS-1-1f. SPECULOOS-1-1g, and SPECULOOS-1-1h? GAHHHHH.

They really tortured that acronym out of the name, and after some kind of candy, no less. I hope they keep the name TRAPPIST for that exoworld system, as that is the telescope setup which discovered them.

This makes me wonder: Will there be some kind of official naming system for all exoworlds? Or will it be as it is with the stars, going by several different catalog names?

Luca Maltagliani tweeted THIS at 1:45 AM – 4 July, 2018. “Demory: an eight mars sized planet at the outskirts of the TRAPPIST-1 system? Answer’s maybe… there’s something in the data but must be checked by followup observations. If CONFIRMED, it would CLEARLY be Neptune-like(3.75-4 Re). A bit baffled as to why he chose “Mars sized” instead of “Earth-sized”.

OOPS: Matagliati, NOT Maltagliani. Sorry about that. NOW: about that “Mars sized” versus “Earth sized connundrum: http://www.exoplanetary.cz interprets this as the EIGHTH TRAPPIST-1 planet with a size roughly that of Mars. We’ll just have to wait to see who is right.

Rames Ramirez was right! NEW REVISED masses of TRAPPIST-1 planets make planets b, c, d, f, g, and h CONSIDERABLY LESS volatile rich(MUCH CLOSER to the ORIGINAL estimates than Grimm et al’s estimates). The ONLY EXCEPTION is e, which is now considerably MORE volatile rich! LIST BELOW: Dr Ramirez: Are you and your collegues okay with this now. Is this due to BETTER chi squared fits, or just more data? RSVP. LIST: TRAPPIST-1b 1.22 Earth masses, TRAPPIST-1c 1.24 Earth masses, TRAPPIST-1d o.37 Earth mass, TRAPPIST-1e 0.66 Earth mass, TRAPPIST-1f 0.97 Earth mass, TRAPPIST-1g 1.27 Earth masses, TRAPPIST-h 0.37 Earth mass.

The issue of ecosystems adapting to local changes in climate due to changes in obliquity is similar to the issue of adapting to the slow increasing in solar output that the Earth has experienced. Lovelock’s Gaia hypothesis was a general solution where organisms drove much of the mitigating changes needed, for example changing albedo (Daisy World) and reducing the greenhouse gas CO2.
How the Gaia hypothesis might work beyond toy models is the subject of a new paper. The PR release explains the idea. Once life has established itself on a world, it may be able to stabilize the effects of changing obliquity by a local version of the GH.

Andrew LePage: Kepler 1652b has been FINALLY ADDED to HEC, BUT, its radius has been REVISED DOWNWARD from 1.6 Re to JUST 1.1 Re, and it is STILL in the habitable zone(now THIRD on the ESI list) at Teq: 229 Kelvins(formerly 268K), EXACTLY THE SAME AS Proxima b! WHAT GIVES?

What’s even more bizarre is that previously, Torres et al estimated the MASS of Kepler 1652 to be roughly SEVEN TIMES the mass of the Earth, giving it a density of roughly 9gcm3, making it similar to LHS1140 b in composition, rather than a mini-Neptune. Has this now been revised downward TOO, or do we have our first super-dense CHTHONIAN planet in the habitable zone?

Quote by Nicky: “Magnetic field does not necessary mean the protection of atmosphere from stellar wind. The observed atmosphere escape rates of Venus, Earth and Mars are very close.” I looked at your reference and the paper does give any real scientific evidence to support for what the title claims so it is not correct. “Why an intrinsic magnetic field does not protect a planet against atmospheric escape.” It mentions Jupiter and Hydrogen but hydrogen always escapes from Earth sized or smaller bodies. Also it admits that any oxygen loss from Earth from the solar is not significant. Oxygen loss is one method how we know that Venus and Mars have lost much more water and oxygen than Earth through solar wind sputtering. It is called the DH20 ratio. The heavier deuterium, an isotope of hydrogen gets left behind in sputtering so Venus and Mars have more DH20 or a higher ratio of DH20 to H20. The ultra violet light splits the DH20 and H20 molecules into hydrogen and oxygen and the lighter hydrogen escapes and the heavier deuterium is left behind. The same thing happens with the C12 and C13 ratio. Co2 is split by ultra violet radiation into C and O2 and the lighter C12 escapes through sputtering and heavier C13 stays in the atmosphere. The paper is deceptive because it implies that a magnetic field does not protect us from solar wind sputtering which would violate what is accepted mainstream in planetary science by scientists.

I wonder if you have actually read it.
The paper clearly says “a planetary magnetic field protects the atmosphere from sputtering and ion pickup” with models that predict high loss rate for unmagnetized planet.
The paper is arguing for the enhancement of two other mechanisms—polar cap and cusp escape—by magnetic field, which can pull up the overall loss rate to the equivalent rate of unmagnetized planet.

Many other scientists, including Roby Barnes, have noted the uncertainty of magnetic field (whether harmful or helpful).

Also, D/H ratio is not a valid argument against this, for water can be lost through non-magnetic field-related mechanisms like Jeans escape or hydrodynamic escape. For Venus and Mars, high temperature and low gravity would both result higher water escape rate producing large D/H ratio, which has nothing to do with magnetic field. Mineral hydration can also affect D/H ratio.
Earth might have lower carbon escape rate compared to Mars (depend on species), but their overall escape rates are comparable.

Quote by Rob Flores: “But since the earth was rotating more than twice as fast early in its history, that implies a much stronger magnetic field.” Absolutely. I like that idea. The magnetic field would not be that much stronger, but the important thing is that it is still strong enough to block the solar wind so sputtering is not a problem.

As far as mutations are concerned, there are still high energy interstellar cosmic rays which collide with our upper atmosphere and create relativistic muons which can penetrate tens of meters into rocks and other matter.” Wiki, muon. Also there is harmful UVB and UVC and some radioactivity in foods which our magnetic field does not block.

C12 and C13 ratios show how Mars has lost much of it’s atmosphere to sputtering. https://www.nasa.gov/feature/jpl/msl/loss-of-carbon-in-martian-atmosphere-explained Consequently, Venus and Mars have lost much more atmosphere due to solar wind sputtering than Earth. There is a higher percentage of DH20 in Mars and Venus atmosphere than in Earth’s

Venus has a gravity and escape velocity comparable to Earths. Temperature plays a role, so one could argue Venus is hotter because it is closer to the Sun, so gas molecules will be propelled faster, but Venus has lost a lot of it’s atmosphere due to solar wind stripping(sputtering) due the the fact that Venus does not have a magnetic field. It is the solar wind stripping that causes the heavier hydrogen DH20 to be left behind on Venus. The lighter hydrogen gets accelerated away from Venus by the electric field of the solar wind. The same process happens on Mars. The deuterium is freed by the splitting of the DH20 molecule by ultra violet radiation into D and O2, and the same with the H20 for free hydrogen and oxygen.

Well, obviously now you are deviated from mainstream, because Venus’ water was lost through hydrodynamic escape not sputtering.

Because of the close distance, Venus’ early magma ocean lasted for tens or even hundred million years, in which the steam atmosphere outgassed by the cooling magma must be totally driven off so the magma ocean can cool off. In this process, the solidification of Venus must be accompanied by rapid loss of water. It is natural to have high D/H ratio.

Besides the hydrogen lost by hydrodynamic escape, Venus atmosphere really has not lost much, not like you said “a lot”. The 90 bars of CO2 is equivalent to the amount carbon stored in Earth’s mantle and carbonates. Magnetic field really doesn’t help that much.

What could a Kardashev Type II Civilisation do to nudge a planet into a more favourable tilt?

Without causing a major catastrophe such as flinging large space rocks at it?

Though I do have a primal urge to solve problems by smashing large rocks I’m after more sophisticated options.

Asking it nicely won’t work, soooo….
One (slow) idea… place a large moon/satellite (sprinkled liberally with degenerate matter to ‘up’ the mass) into a high inclination orbit. Keep it there under its own power much like a gravity-tractor and as the moon won’t be allowed to move down to the equatorial plane, the equator will slowly rotate up to the moons’ orbital plane.

Can’t see any glaring probs but I never passed my KII Entrance Exams so what do I know!

Quote by Nicky: Well, obviously now you are deviated from mainstream, because Venus’ water was lost through hydrodynamic escape not sputtering.” Nicky, I think that hydrodynamic processes dominated the early atmosphere of Venus when the atmosphere had more water in it. So you are right about the hydrodynamic escape of water. D/H ratio depends on how faster the hydrogen escapes. In a hydrodynamic process, if hydrogen escapes fast enough, then there won’t be much deuterium, but after the oceans were gone, then we can have a D/H ratio.

Venus actually had an atmosphere that was much more denser than 90 bars in the past and maybe three times that amount and it lost it’s atmosphere through solar wind stripping. In fact every day Venus losses a lot of atmosphere due to solar wind stripping, but I forget the amount. It has so much atmosphere that the loss it not noticed but it adds up over a long period of time. From the book A Scientific Exploration of Venus, by Taylor, Venus. I forget the page number. The hydrogen escapes easily and can take Deuterium with with, but that does not account for the loss of the other gases like oxygen which is left. The hydro in hydrodynamic means hydrogen. NASA thinks that the oxygen and loss of atmosphere over time is cased by the solar wind stripping of Venus atmosphere which has an electric field five times stronger than Earth’s. The solar wind has a magnetic field built into it due to charged particles in motion. As they pass the atmosphere of Venus, it creates an electric field and accelerates the charged particles of Venus’s uppers atmosphere into space at escape velocity. The process can be compared to a dynamo motor since a magnetic field will accelerate charged particles in wire like in a motor.
NASA thnks that Venus and Mars have lost a lot of oxygen and atmosphere due to solar wind stripping. https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/electric-wind-can-strip-earth-like-planets-of-oceans-atmospheres And of course, oxygen loss from a planet shows how much water has been lost since H20 is split by ultra violet light into Hydrogen and oxygen and the D/H radio shows how much hydrogen has been lost and how much water has been lost.

You are saying hydrodynamic escape does not leave a significant mark in D/H because hydrogen escapes with the deuterium which makes the ratio the same?
I see your point, and that is exactly why there is a fractionation factor to account the efficiency of D and H escape in the equation for Rayleigh fractionation of hydrogen. If fractionation factor = 1, D/H would not change, and if fractionation factor < 1, D/H would be elevated. Hydrodynamic escape could have enriched D/H on Venus as the escape drains out the water. The question is what is the initial D/H (we don't know, some calculations assume an Earth seawater value)? If we don't know the initial value, it is impossible to judge how much water was lost and how much D/H was elevated. Currently, hydrodynamic process and nonthermal (involving stellar wind and magnetic field) escape both can explain the Venus' present D/H. The mainstream prefers the first one for it is so well established.
REF: doi.org/10.1016/0019-1035(83)90212-9
REF: doi.org/10.1017/9781139020558.014

Next is the 3 times higher pressure in the past. You say early Venus atmosphere had way higher pressure, but you didn't say what constituted it? Maybe a 270 bars of think high pressure steam/water-rich atmosphere derived naturally from the solidification of magma ocean, the steam was definitely not primarily lost by wind stripping or any other nonthermal escape.
The hydrogen in the atmosphere was lost through hydrodynamic process for sure.
So what happened to the oxygen that was left behind after hydrodynamic escape? Again, it was definitely not lost through wind interaction because the loss is insignificant in models (see doi.org/10.1038/nature06434). . In fact, the remained oxygen did not escape but was absorbed by a process called crustal oxidation. Crustal oxidation can consumed as much as 3 oceans of oxygen in 3 billion years.
REF: doi.org/10.1017/9781139020558.014
You cited NASA research to support that the oxygen was lost through wind interaction. 그것은 사실이다. But the article is about answering among all the escape mechanisms which one is the dominate one ("Understanding what processes govern atmospheric escape and the loss of planetary water")? Not about where all the oxygen went.
REF: doi.org/10.1002/2016GL068327

Simulations coupled with satellite-based measurements show nonthermal oxygen escape rate on Venus is 5-10*10^25/s on Earth is 4*10^25/s on Mars is 5*10^24/s. In term of nonthermal escape, Earth and Venus on similar on the same magnitude, and Mars is one magnitude lower though Jeans escape, a thermal escape not included, is the main contributor of Marian escape.
REF: Origin and Evolution of Planetary Atmospheres
REF: doi.org/10.1051/0004-6361/201832934

Magnetic field helps deflecting charged particles to prevent sputtering, ion pickup, and detached plasma clouds, which would be important escape mechanisms on unmagnetized planets. However, two drawbacks of magnetic field should not ignored.
In polar caps region where field is open, fast ascending electrons can set up an ambipolar electric field to accelerate the speed of atmospheric ions and greatly increase the overall loss rate of magnetized planets.
REF: doi.org/10.3847/2041-8213/836/1/L3
REF: doi.org/10.3847/2041-8213/aa7eca
REF: doi.org/10.1051/0004-6361/201832934
Wind plasma carried kinetic energy into cusps, the extension of polar caps to the dayside, and this energy heats ionosphere to cause ion escape. The escape rate is propositional to the size of cusps, which is propositional to magnetic field strength. The stronger the field is, the faster the escape rate is.
REF: doi.org/10.1051/0004-6361/201832934

These two drawbacks make up the slow escape rate of sputtering and ion pickup, so the total atmospheric loss rate of a magnetized planet (Earth) is not different from an unmagnetized planet (Venus/Mars).

And of course, it is the Earth’s magnetic field that protects our Earth from the solar wind so it’s particles, the protons and electons become deflected by the magnetosphere or trapped in the Van Allen belts. https://www.zmescience.com/space/mars-magnetic-tail-0423/

FINALLY, an Update on LHS 1140b, and it MAY not be good. Toumei et al published ANOTHER SOLUTION to EXISTING rv data and ame up with a THREE PLANET solution, with the 25 day planet’s mass SIGNIFIGANTLY REDUCED. However, this is NOT a claim of a detection of ADDITIONAL PLANETS(orbital periods of

4 and 90 days)because the 4 day planet has NOT been detected TRANSITING the planet, making the 3 planet solution MURE CONTRIVED than the one planet solution.