Astronomie

Que se passerait-il si une étoile semblable au Soleil consommait une planète semblable à Jupiter ?

Que se passerait-il si une étoile semblable au Soleil consommait une planète semblable à Jupiter ?


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Un nombre substantiel de systèmes d'exoplanètes découverts contiennent probablement plus d'une géante gazeuse avec des distances beaucoup plus proches de l'étoile que dans notre système solaire.

Il est connu que dans l'évolution du système solaire, les effets gravitationnels entre les objets peuvent conduire certains d'entre eux à migrer vers l'extérieur tandis que d'autres migrent vers l'intérieur.

Y a-t-il eu des études sur ce qui se passe lorsqu'une géante gazeuse s'approche suffisamment de son étoile pour commencer à perdre de la masse ? Dans ce cas, la planète pourrait-elle finir complètement dans l'étoile ?

Pour les besoins de cette question, choisissons une étoile de type G de masse solaire et une géante gazeuse telle que Jupiter, car nous avons tellement de connaissances de première main sur ces objets.

Jupiter a beaucoup d'hydrogène et cela représenterait l'ajout de plus de combustible nucléosynthétique.

Cela suffirait-il à faire du Soleil la géante rouge dans ce cas ?


Cela ne fera pas beaucoup de différence. Le soleil a une masse 1000 fois supérieure à celle de Jupiter. L'ajout de Jupiter au soleil changera la masse de $1.989 imes10^{30}$ à $1.991 imes10^{30}$kg

Ajouter plus de masse au soleil réduira légèrement la durée de vie du soleil. La masse plus importante entraînera la compression et l'échauffement du noyau, augmentant ainsi le taux de fusion nucléaire. Le soleil utilisera son carburant plus rapidement. Les plus grandes étoiles vivent moins longtemps.

Mais un ajout de masse relativement faible ne changerait pas grand-chose.


Il existe des scénarios où les effets de l'accrétion planétaire sur une étoile semblable au soleil seraient en effet très importants, du moins à court terme. Alors que la quantité de masse accumulée par l'étoile serait une petite perturbation, la quantité d'énergie accumulée et/ou de moment angulaire peut ne pas l'être.

Scénario 1: Le scénario où un Jupiter chaud tombe juste dans l'étoile depuis un rayon éloigné aurait certainement des effets drastiques à court terme. Mais court terme signifie ici par rapport à la durée de vie de l'étoile.

L'énergie cinétique de par exemple Jupiter tombant à la surface de l'étoile depuis une distance (plus de quelques rayons solaires) serait de l'ordre $GM_{odot}M_mathrm{Jup}/R_{odot} sim 4 imes 10^{38}$ joules.

A titre de comparaison, la luminosité solaire est 3,83 $ fois 10^{26} mathrm{J/s}$.

L'ajout de cette quantité d'énergie (si on la laisse thermaliser) potentiellement affecter la luminosité du Soleil pour des échelles de temps de dizaines de milliers d'années. Les effets exacts dépendront de l'endroit où l'énergie est déposée. Par rapport à l'énergie de liaison de l'étoile, l'énergie supplémentaire est négligeable, mais si l'énergie est dissipée dans la zone de convection, l'énergie cinétique fonctionnerait et soulèverait l'enveloppe convective. En d'autres termes, l'étoile augmenterait à la fois en luminosité et en rayon. Si les effets étaient juste limités à l'enveloppe convective, alors celle-ci a une masse d'environ 0,02 million $_{odot}$ et pourrait donc être « levée » par $sim 4 imes 10^{38} R_{odot}^2/GM_{odot}M_{ m conv} sim 0.05 R_{odot}$.

Ainsi, dans ce scénario, l'étoile s'étendrait et deviendrait plus lumineuse. L'échelle de temps pertinente est l'échelle de temps Kelvin-Helmholtz de l'enveloppe convective, ce qui est d'ordre $GM_{odot}M_{ m conv}/R_{odot} L_{odot} sim $peu $10^5$ années.

Si la planète survivait d'une manière ou d'une autre et se frayait un chemin jusqu'au centre de l'étoile, alors beaucoup moins d'énergie serait déposée dans la zone de convection et les effets seraient atténués.

Sur des échelles de temps plus longues, l'étoile retomberait dans la séquence principale, avec un rayon et une luminosité à peine plus grands qu'auparavant, en rapport avec sa petite augmentation de masse (0,1%).

Tout cela suppose que la planète peut rester intacte pendant sa chute. Il ne "s'évaporerait" certainement pas dans ce scénario de chute directe, mais serait-il déchiqueté par les marées avant de pouvoir disparaître sous la surface ? La limite de Roche est d'ordre $R_{odot} ( ho_{odot}/ ho_{ m Jup})^{1/3}$. Mais les densités moyennes de l'étoile et de la planète (géante gazeuse) sont presque identiques. Il semble donc probable que la planète serait départ d'être déchiré par la marée, mais comme il se dirige vers l'étoile à quelques centaines de km/s à ce stade, la rupture par la marée n'a pas pu être réalisée avant qu'elle ne disparaisse sous la surface.

Donc ma conclusion est que faire tomber un Jupiter dans une étoile semblable au Soleil dans ce scénario serait comme larguer une grenade sous-marine, avec un décalage de commande $10^{5}$ années avant que tous les effets ne deviennent apparents.

Scénario 2 : Un Jupiter chaud arrive à la limite de Roche (juste au-dessus de la surface stellaire) ayant perdu une grande quantité de moment angulaire. Dans ce cas, les effets peuvent être ressentis à des échelles de temps humaines.

Dans ce cas, ce qui se passera, c'est que la planète sera (rapidement) déchiquetée par le champ de marée, laissant éventuellement un noyau substantiel. A un rayon orbital de $2 R_{odot}$, la période orbitale sera d'environ 8 heures, la vitesse orbitale d'environ 300 $ mathrm{km/s}$ et le moment angulaire orbital à environ $10^{42} mathrm{kg m^2 s^{-1}}$. En supposant une destruction totale, une grande partie de la matière formera un disque d'accrétion autour de l'étoile, car elle doit perdre une partie de son moment angulaire avant de pouvoir s'accréter.

La quantité de lumière de l'étoile bloquée est incertaine. Cela dépend principalement de la façon dont le matériau est réparti dans le disque, en particulier de la hauteur de l'échelle du disque. Cela dépend à son tour de l'équilibre des mécanismes de chauffage et de refroidissement et donc de la température du disque.

Une sorte d'estimation minimale pourrait consister à supposer que le disque est plan et réparti uniformément entre la surface solaire et $2R_{odot}$ et qu'il se rapproche de la température photosphère solaire à $sim 5000 mathrm K$. Dans ce cas, la zone du disque est $3 pi R_{odot}^2$, avec une "densité surfacique" de $sigma sim M_{ m Jup}/3pi R_{odot}^2$.

En équilibre hydrostatique, la hauteur de l'échelle sera $sim kT/g m_mathrm H$, où $g$ est le champ gravitationnel et $m_mathrm H$ la masse d'un atome d'hydrogène. La gravité (d'un avion) ​​sera $g sim 4pi G sigma$. Mettre dans $T sim 5000 mathrm K$, on obtient une hauteur d'échelle de $sim 0.1 R_{odot}$.

Combien de temps le disque d'accrétion resterait, je ne sais pas comment calculer. Cela dépend de la structure de viscosité et de température supposée et de la quantité de masse perdue par évaporation/vents. Le matériau accrété aura rayonné une grande partie de son énergie potentielle gravitationnelle, donc les effets énergétiques seront beaucoup moins sévères que dans le scénario 1. Cependant, l'étoile s'accrétera $sim 10^{42} mathrm{kg m^2 s^{-1}}$ du moment angulaire, qui est comparable à son moment angulaire actuel du Soleil.

L'accrétion d'une exoplanète de cette manière est donc suffisant pour augmenter le moment angulaire d'une étoile comme le Soleil d'une quantité significative. À long terme, cela aura un effet drastique sur l'activité magnétique d'une étoile semblable au Soleil - l'augmentant d'un facteur de quelques à un ordre de grandeur.


Pourquoi Jupiter pourrait être la dernière fille du système solaire - jusqu'à ce qu'une étoile l'expulse

Dans environ 5,4 milliards d'années, une horreur spatiale se produira. Le Soleil tombera dans les affres d'une mort ardente, explosant en une géante rouge qui dévorera facilement Mercure, Vénus, la Terre et peut-être Mars, puis perdra la moitié de sa masse. Sans la gravité du Soleil pour les maintenir dans leurs orbites, les planètes extérieures finiront par devenir des voyous. Neptune? Je ne la connais pas.

Jupiter sera probablement la dernière fille dans tout ça. Parce que la géante gazeuse est si massive, elle a le plus grand lien gravitationnel avec notre étoile, et elle le restera pendant un certain temps même si cette étoile est en train de mourir. Le problème est que la masse du Soleil continuera de diminuer au fur et à mesure qu'il passera du stade de géante rouge au stade de naine blanche au cours des 7 prochains milliards d'années. Au fur et à mesure que le Soleil rétrécira, Jupiter ne sera plus aussi lié gravitationnellement à lui, ce qui le rendra susceptible de rencontrer des étoiles qui passent tous les 20 millions d'années environ. Soit ces by-pass pousseront le Jupiter instable de son orbite jusqu'à ce qu'il obtienne l'indice – soit un ginormous le chasse.

Plus d'espace

"Il ne faut pas une étoile très massive pour retirer Jupiter des griffes du Soleil", Jon Zink, un étudiant diplômé en astronomie de l'UCLA qui a dirigé une étude récemment publiée dans Le Journal Astronomique, dit SYFY WIRE. "Grâce à une simulation, nous avons constaté qu'il faut environ 4 000 survols stellaires pour dissocier Jupiter, mais la plupart d'entre eux sont très éloignés et ont peu d'impact sur le système. Nous devons juste attendre longtemps que l'un d'eux s'approche suffisamment pour éjecter la planète.

Lorsque le Soleil se couchera pour de bon, Zink pense que le sort le plus probable pour les planètes qui ne sont pas englouties par une grande boule de feu géante rouge orbitera par eux-mêmes autour du centre de la galaxie, dans un rayon d'environ 53 000 années-lumière. , similaire à celle de leurs orbites solaires. Ces planètes en orbite indépendante développeront des orbites de plus en plus grandes à mesure que le soleil perdra son emprise gravitationnelle sur elles, et finiront par se diriger vers l'autre côté de la galaxie. Cependant, il existe des scénarios plus étranges et moins probables. Il pourrait y avoir une étoile avec suffisamment de gravité pour saisir l'une des planètes extérieures lors d'un survol si elle se faufile sur cette planète à la bonne distance et à la bonne vitesse.

Un autre scénario alternatif imagine une étoile intrusive qui pourrait utiliser une quantité gargantuesque d'énergie pour faire sortir l'une de ces planètes de la Voie lactée vers qui sait où.

Voir dans un avenir lointain nécessitait des simulations à N corps, qui simulent les interactions dans des systèmes en constante évolution. Ces types de simulations peuvent être utilisés pour prédire ce qui arrivera à tout, des plus petites particules aux plus grandes planètes, comme Jupiter, qui a perdu la force gravitationnelle entre elle et le soleil d'un facteur 6. Jupiter et Saturne perdront leur résonance orbitale, ce qui signifie que leurs orbites deviendront instables car elles n'exerceront plus de forces gravitationnelles stables les unes sur les autres. Cela se produira en raison de l'incapacité du Soleil à les retenir. Alors que le Soleil continue de perdre son emprise sur Jupiter, la planète deviendra vulnérable aux forces extérieures.

Si Jupiter ou une autre planète devait être violemment projetée hors de la galaxie comme ça, sa vitesse devrait être jusqu'à 50 fois supérieure à ce que les simulations de Zink ont ​​montré, mais quelque chose comme ça n'est pas impossible. Les simulations à N corps ne nous disent peut-être toujours pas tout. L'univers est dynamique, changeant constamment et révélant des choses inattendues que personne ne peut prédire pour le moment.

"Il reste plusieurs inconnues qui pourraient affecter nos résultats", a déclaré Zink. "Le modèle de perte de masse utilisé ici suppose une parfaite compréhension des processus physiques sous-jacents que le Soleil subira au cours de sa vie. Si de nouveaux mécanismes sont découverts, ce modèle changera, ainsi que l'évolution future attendue. »

Les étoiles binaires n'ont pas été incluses car elles compliqueraient le travail, mais Jupiter pourrait éventuellement finir par être victime d'un système d'étoiles binaires. Néanmoins, l'étoile (ou les étoiles) la plus susceptible de projeter Jupiter dans l'espace interstellaire devra être à la fois assez grosse pour se contenter d'un tel mastodonte, mais aussi au bon endroit au bon moment, et à la bonne vitesse. Les étoiles de masse solaire ou moins auront un effet sur l'imposante planète, car il y a tellement de ces petites étoiles éparpillées autour de la galaxie. Zink pense qu'il est très probable qu'un orbe de feu qui remplit toutes les bonnes conditions exilera Jupiter de la Voie lactée.

"Bien que la masse stellaire affecte l'ampleur de l'interaction, le paramètre le plus important est la distance d'approche la plus proche", a-t-il déclaré. « Bien que la quantité et la force de l'interaction jouent un rôle ici, nous avons constaté qu'une seule rencontre rapprochée sera la cause principale de la libération de Jupiter, ce qui signifie qu'une rencontre rapprochée est susceptible de se produire et d'éjecter la planète avant que les petites interactions distantes ne soient capables de accumuler pleinement.

Cette année a peut-être été un incendie de poubelle sur Terre, mais d'autres planètes auront un jour leurs propres ères dystopiques. Jupiter, accroche-toi.


La méthode de chasse aux planètes réussit : une planète semblable à Jupiter a été découverte en orbite autour de l'une des plus petites étoiles

Un outil proposé de longue date pour la chasse aux planètes a réussi sa première capture – une planète semblable à Jupiter en orbite autour de l'une des plus petites étoiles connues.

La technique, appelée astrométrie, a été tentée pour la première fois il y a 50 ans pour rechercher des planètes en dehors de notre système solaire, appelées exoplanètes. Il s'agit de mesurer les mouvements précis d'une étoile dans le ciel alors qu'une planète invisible tire l'étoile d'avant en arrière. Mais la méthode nécessite des mesures très précises sur de longues périodes de temps, et jusqu'à présent, n'a réussi à découvrir aucune exoplanète.

Une équipe de deux astronomes du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, à Pasadena, en Californie, a, au cours des 12 dernières années, monté un instrument d'astrométrie sur un télescope de l'observatoire Palomar près de San Diego. Après des observations minutieuses et intermittentes de 30 étoiles, l'équipe a identifié une nouvelle exoplanète autour de l'une d'entre elles, la première jamais découverte autour d'une étoile en utilisant l'astrométrie.

"Cette méthode est optimale pour trouver des configurations du système solaire comme la nôtre qui pourraient abriter d'autres Terres", a déclaré l'astronome Steven Pravdo du JPL, auteur principal d'une étude sur les résultats qui sera publiée dans le Journal d'astrophysique. "Nous avons trouvé une planète semblable à Jupiter à peu près au même endroit relatif que notre Jupiter, seulement autour d'une étoile beaucoup plus petite. Il est possible que cette étoile ait aussi des planètes rocheuses internes. Et puisque plus de sept étoiles sur 10 sont petites comme celle-ci, cela pourrait signifier que les planètes sont plus courantes que nous ne le pensions."

La découverte confirme que l'astrométrie pourrait être une puissante technique de chasse aux planètes pour les télescopes terrestres et spatiaux. Par exemple, une technique similaire serait utilisée par SIM Lite, un concept de la NASA pour une mission spatiale actuellement explorée.

La nouvelle exoplanète, appelée VB 10b, se trouve à environ 20 années-lumière dans la constellation de l'Aquila. C'est une géante gazeuse, avec une masse six fois supérieure à celle de Jupiter, et une orbite suffisamment éloignée de son étoile pour être qualifiée de "Jupiter froid" similaire à la nôtre. En réalité, la propre chaleur interne de la planète lui donnerait une température semblable à celle de la Terre.

L'étoile de la planète, appelée VB 10, est minuscule. C'est ce qu'on appelle un nain M et il ne représente qu'un douzième de la masse de notre soleil, à peine assez grand pour fusionner des atomes en son cœur et briller de la lumière des étoiles. Pendant des années, VB 10 était la plus petite étoile connue -- maintenant elle a un nouveau titre : la plus petite étoile connue pour héberger une planète. En fait, bien que l'étoile soit plus massive que la nouvelle planète, les deux corps auraient une circonférence similaire.

Parce que l'étoile est si petite, son système planétaire serait une version miniature et réduite du nôtre. Par exemple, VB 10b, bien que considéré comme un Jupiter froid, est situé à peu près aussi loin de son étoile que Mercure l'est du soleil. Toutes les planètes rocheuses de la taille de la Terre qui pourraient se trouver dans le voisinage se trouveraient encore plus près.

"Certaines autres exoplanètes autour d'étoiles naines M plus grandes sont également similaires à notre Jupiter, ce qui en fait un terrain fertile pour les futures recherches sur la Terre", a déclaré Stuart Shaklan, co-auteur de Pravdo et scientifique de l'instrument SIM Lite au JPL. "L'astrométrie est la mieux adaptée pour trouver des Jupiters froids autour de toutes sortes d'étoiles, et donc pour trouver plus de systèmes planétaires disposés comme notre maison."

Deux à six fois par an, au cours des 12 dernières années, Pravdo et Shaklan ont boulonné leur instrument Stellar Planet Survey sur le télescope Hale de cinq mètres de Palomar pour rechercher des planètes. L'instrument, qui possède un dispositif à couplage de charge de 16 mégapixels, ou CCD, peut détecter des changements très infimes dans la position des étoiles. La planète VB 10b, par exemple, fait osciller son étoile d'une petite fraction de degré. Détecter cette oscillation équivaut à mesurer la largeur d'un cheveu humain à environ trois kilomètres de distance.

D'autres techniques terrestres de chasse aux planètes largement utilisées incluent la vitesse radiale et la méthode de transit. Comme l'astrométrie, la vitesse radiale détecte l'oscillation d'une étoile, mais elle mesure les déplacements Doppler de la lumière de l'étoile causés par le mouvement vers et loin de nous. La méthode de transit recherche les baisses de luminosité d'une étoile lorsque des planètes en orbite passent et bloquent la lumière. La mission spatiale Kepler de la NASA, qui a commencé à rechercher des planètes le 12 mai, utilisera la méthode de transit pour rechercher des mondes semblables à la Terre autour d'étoiles similaires au soleil.

"C'est une découverte passionnante car elle montre que des planètes peuvent être trouvées autour d'étoiles extrêmement légères", a déclaré Wesley Traub, scientifique en chef du programme d'exploration des exoplanètes de la NASA au JPL. "C'est un indice que la nature aime former des planètes, même autour d'étoiles très différentes du soleil."


*ÉVÉNEMENT RARE* L'hiver astronomique commence ce soir avec la Grande Conjonction de Jupiter et de Saturne – pourquoi cela ne ressemblera-t-il pas à une étoile de Noël ?

Les deux plus grandes planètes du système solaire, Jupiter et Saturne, sont très proches l'une de l'autre ce soir. En fait, la dernière fois qu'ils ont été aussi proches l'un de l'autre, c'était il y a presque 400 ans ! Et leur prochain jumelage très rapproché aura lieu dans environ 60 ans. Mais ce soir, ce sera la Grande Conjonction de deux planètes, pas près de la fusion ou de briller comme une seule étoile de Noël que vous avez peut-être lu autour de vous.

Un autre spectacle céleste spectaculaire aura lieu ce soir, le 21 décembre. Le premier jour de l'hiver astronomique 2020/21 (solstice). Cela fait près de 400 ans depuis la Grande Conjonction des géantes de notre système, les planètes Jupiter et Saturne. Cela s'est produit pendant la journée et près du Soleil, il était donc difficile de le trouver dans le ciel.

Ainsi, l'événement nocturne similaire le plus proche de la conjonction étroite des deux géants remonte à près de 800 ans. La dernière fois que la plupart de la population mondiale a eu une vue favorable sur ces deux géants, c'était le 5 mars en 1226. Ils étaient alors encore plus proches (à seulement 2 minutes d'arc d'intervalle), par rapport à ce que nous verrons ce soir (0,1 degré d'intervalle ).

Jupiter et Saturne les plus grandes lunes. Source : Université Rice

En 1226, l'alignement de Saturne et Jupiter s'est produit la nuit, il en sera donc de même en 2020, permettant à de nombreuses personnes à travers le monde d'assister à cet événement spectaculaire. Le prochain appariement très rapproché de Jupiter et de Saturne aura lieu le 15 mars 2080.

Mais Jupiter « chassait » depuis des mois la planète aux anneaux Saturne et se prépare maintenant à passer à proximité. Pouvons-nous les attraper dans le ciel ce soir ? Voici la couverture nuageuse sur l'Europe et les États-Unis vue par les modèles météorologiques :

Dernièrement, de nombreuses nouvelles appellent cet événement la &lsquoChristmas Star&rsquo, mais c'est loin d'être le cas. Nous vous expliquerons plus loin ce qu'est réellement Christmas Star.

Néanmoins, un tel événement est assez proche d'une fois dans une vie. C'est sûr !

QU'EST-CE QUE L'ÉTOILE DE NOL

Pour faire court, en entendant l'étoile de Noël, on s'attendrait à ce que nous voyions une étoile très brillante briller.

Jupiter et Saturne sont des planètes, donc même pas une seule étoile ! Ils ne seront proches d'aucun croisement ni même fusionnés en un seul objet, il n'y a donc pas de &lsquotouche&rsquo entre les deux.

En fin de compte, la grande conjonction de Jupiter et de Saturne pourrait ressembler à une seule étoile de Noël brillante, mais techniquement, ce n'est pas le cas.

Cependant, il y a quelques explications de l'étoile de Noël dans le passé.

  • Explication 1 : l'étoile de Noël était une explosion de nova ou de supernova
  • Explication 2 : l'étoile de Noël était une comète
  • Explication 3 : l'étoile de Noël était une conjonction de Jupiter et de Saturne
  • Explication 4 : l'étoile de Noël était un point fixe de Jupiter
  • Explication 5 : l'étoile de Noël était une conjonction de Jupiter, Régulus et Vénus
PLANÈTES JUPITER et SATURNE

La plus grande des deux géantes est la planète Jupiter, également l'objet le plus brillant après le Soleil, la Lune et Vénus dans notre ciel nocturne. C'est la 5ème planète du Soleil.

La planète Saturne est un peu plus petite et aussi légèrement plus sombre que Jupiter, mais aussi la 2e plus grande de notre système planétaire. Saturne est presque deux fois plus loin que Jupiter.

Saturne est la sixième planète à l'extérieur du soleil. Saturne met près de 30 ans pour orbiter (pour faire le tour) du soleil, tandis que Jupiter en met 1,5 fois moins, environ 12 ans.

Si vous le voulez plus technique et hellip

La période de Saturne de 29,65 ans multipliée par la période de Jupiter de 11,86 ans donne 351,65 ans. La division de cette valeur par la différence de leurs périodes sidérales nous donne 19,76 ans.

Par conséquent, environ tous les 20 ans, Jupiter rattrape Saturne vue de la Terre. Donc en fait, le &lsquomeeting event&rsquo des deux géants est un événement régulier. Mais ils ne sont généralement pas si proches les uns des autres et l'événement se produit en dehors de la visibilité nocturne de la Terre et surtout pas à proximité de la période de Noël comme cette année.

Le ciel de cette nuit verra la conjonction très lumineuse des deux planètes, elles seront &lsquovery&rsquo proches. Mais astronomiquement parlant, c'est encore une distance énorme.

Jupiter et Saturne apparaîtront en effet très proches l'un de l'autre, mais ils sont en réalité distants de 456 millions de miles (734.000 millions de km).

En astronomie, nous utilisons le mot conjonction pour décrire les rencontres de planètes et d'autres objets dans le ciel. L'utilisation du terme Grande Conjonction est connue comme la rencontre des planètes géantes Jupiter et Saturne, car ce sont les deux plus grandes planètes de notre système solaire.

COUVERTURE NUAGE SUR L'EUROPE ET LES ÉTATS-UNIS

Mais aurez-vous un ciel dégagé pour observer la Grande Conjonction des géants ? Voici un bref aperçu de la couverture nuageuse sur les continents européen et nord-américain.

États Unis

De très bonnes conditions d'observation sont attendues sur une grande partie des Etats-Unis ce soir. Il semble probable que le ciel sera principalement dégagé dans l'ouest, le Midwest et le sud-est du pays.

Les conditions nuageuses devraient limiter l'observation de la Grande Conjonction au Texas, de certaines parties de la Floride, du nord et du nord-ouest des États-Unis et des Grands Lacs avec le nord-est.

L'Europe 

Malheureusement, le régime météorologique toujours stable avec une faible nébulosité généralisée ne permettra pas d'aussi bonnes observations à travers l'Europe. Il semble que les meilleures conditions ne soient que sur certaines parties du sud de l'Espagne, peut-être sur la Méditerranée centrale et peut-être sur l'ouest de la Pologne.

D'autres régions sont très susceptibles de connaître un ciel nuageux avec beaucoup d'humidité et aussi des précipitations.

COMMENT OBSERVER LA GRANDE CONJONCTION

Voici comment regarder ou photographier la Grande Conjonction ce soir, le 21 décembre.

Trouvez un espace ouvert comme un champ. Éloignez-vous des lumières de la ville pour les meilleures observations afin d'éviter la pollution lumineuse. Bien que la Grande Conjonction soit un événement urbain, les deux sont assez brillants. Jupiter et Saturne sont des planètes très brillantes, elles peuvent donc être vues même depuis la plupart des villes du monde.

Regardez vers le sud-ouest au-dessus de l'horizon, juste après le coucher du soleil. Pour localiser les planètes, recherchez le point le plus brillant dans le ciel (normalement nous écririons un &lsquostar&rsquo, mais évitons cette citation), ce sera Jupiter. Et la planète Saturne sera à sa gauche immédiate.

Les planètes seront assez basses à l'horizon et brillantes, vous ne devriez donc pas avoir beaucoup de travail à faire.

En regardant vers le sud-ouest le 21 décembre. Source : Terre Ciel

Vous pouvez également utiliser un petit télescope ou des jumelles pour voir nos géants dans le ciel et vous devriez également pouvoir distinguer certaines des lunes de Jupiter avec les planètes.

Si vous envisagez de photographier l'événement, vous aurez besoin d'un objectif de 200 ou 300 mm pour capturer une photo des planètes et éventuellement des lunes de Jupiter dans l'obscurité grandissante après le coucher du soleil.

CONCLUSION

Les deux planètes géantes Jupiter et Saturne auront leur Grande Conjonction le 21 décembre, jour du solstice de décembre et du début de l'hiver astronomique. Les géantes seront visiblement plus proches dans notre ciel qu'elles ne l'ont été depuis 1226 (il y a près de 800 ans).

Ce soir, Jupiter et Saturne ne seront séparés que de 0,1 degré.

*PROFITEZ* de votre soirée et de vos observations des deux planètes. Et n'hésitez pas à signaler vos observations à notre groupe Facebook Report & Discuss et si vous en attrapez quelques-unes, nous serons heureux de les partager avec nos lecteurs !

Comme diraient les astronomes et les astrophotographes &ndash CLEAR SKIES !

Ne manquez pas une occasion de faire un beau cadeau pour vos amis, votre famille ou quelqu'un de spécial et le calendrier météo hellip pourrait être le cadeau parfait pour eux et voir ci-dessous :


Analyser les étoiles semblables au soleil qui mangent des planètes semblables à la Terre

IMAGE: C'est la conception d'un artiste d'une planète rocheuse poussée dans son étoile par la force gravitationnelle d'une géante gazeuse. Voir plus

Crédit : Keith Wood, Université Vanderbilt

Certaines étoiles semblables au Soleil sont des « mangeurs de terre ». Au cours de leur développement, ils ingèrent de grandes quantités de matériaux rocheux à partir desquels les planètes « terrestres » comme la Terre, Mars et Vénus sont fabriquées.

Trey Mack, étudiant diplômé en astronomie à l'Université Vanderbilt, a développé un modèle qui estime l'effet d'un tel régime sur la composition chimique d'une étoile et l'a utilisé pour analyser une paire d'étoiles jumelles qui ont toutes deux leurs propres planètes.

Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne le 7 mai dans le Journal d'astrophysique.

"Trey a montré que nous pouvons réellement modéliser la signature chimique d'une étoile en détail, élément par élément, et déterminer comment cette signature est modifiée par l'ingestion de planètes semblables à la Terre", a déclaré le professeur d'astronomie Vanderbilt Keivan Stassun, qui a supervisé le étude. "Après avoir obtenu un spectre haute résolution pour une étoile donnée, nous pouvons réellement détecter cette signature en détail, élément par élément."

Cette capacité ajoutera considérablement à la compréhension des astronomes du processus de formation des planètes et contribuera à la recherche en cours d'exoplanètes semblables à la Terre, selon les astronomes.

Tout d'abord, un peu de contexte : les étoiles sont constituées de plus de 98 % d'hydrogène et d'hélium. Tous les autres éléments représentent moins de 2% de leur masse. Les astronomes ont arbitrairement défini tous les éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium comme des métaux et ont inventé le terme « métallicité » pour désigner le rapport de l'abondance relative du fer à l'hydrogène dans la composition chimique d'une étoile.

Depuis le milieu des années 1990, lorsque les astronomes ont développé la capacité de détecter des planètes extrasolaires en grand nombre, plusieurs études ont tenté de lier la métallicité des étoiles à la formation des planètes. Dans l'une de ces études, des chercheurs du Laboratoire national de Los Alamos ont fait valoir que les étoiles à haute métallicité sont plus susceptibles de développer des systèmes planétaires que celles à faible métallicité. Une autre étude a conclu que les planètes chaudes de la taille de Jupiter se trouvent principalement autour d'étoiles à haute métallicité, tandis que les planètes plus petites se trouvent autour d'étoiles avec une large gamme de teneur en métal.

S'appuyant sur les travaux du coauteur Simon Schuler de l'Université de Tampa, qui a élargi l'examen de la composition chimique des étoiles au-delà de leur teneur en fer, Mack a examiné l'abondance de 15 éléments spécifiques par rapport à celle du Soleil. Il s'intéressait particulièrement aux éléments comme l'aluminium, le silicium, le calcium et le fer qui ont des points de fusion supérieurs à 1 200 degrés Fahrenheit (600 degrés Celsius) car ce sont les matériaux réfractaires qui servent de blocs de construction aux planètes semblables à la Terre.

Mack, Schuler et Stassun ont décidé d'appliquer cette technique à la paire binaire hébergeant la planète désignée HD 20781 et HD 20782. Les deux étoiles auraient dû se condenser à partir du même nuage de poussière et de gaz et donc toutes deux auraient dû commencer avec les mêmes compositions chimiques. Cette paire binaire particulière est la première découverte où les deux étoiles ont leurs propres planètes.

Les deux étoiles de la paire binaire sont des étoiles naines de classe G similaires au Soleil. Une étoile est étroitement orbitaire de deux planètes de la taille de Neptune. L'autre possède une seule planète de la taille de Jupiter qui suit une orbite très excentrique. La différence de leurs systèmes planétaires rend les deux étoiles idéales pour étudier la connexion entre les exoplanètes et la composition chimique de leurs hôtes stellaires.

Lorsqu'ils ont analysé le spectre des deux étoiles, les astronomes ont constaté que l'abondance relative des éléments réfractaires était significativement plus élevée que celle du Soleil. Ils ont également constaté que plus la température de fusion d'un élément particulier était élevée, plus son abondance était élevée, une tendance qui constitue une signature convaincante de l'ingestion de matériau rocheux semblable à la Terre. Ils ont calculé que chacun des jumeaux aurait dû consommer 10 à 20 masses terrestres supplémentaires de matériau rocheux pour produire les signatures chimiques. Plus précisément, l'étoile avec la planète de la taille de Jupiter semble avoir avalé dix masses terrestres supplémentaires tandis que l'étoile avec les deux planètes de la taille de Neptune en a ravagé 20 supplémentaires.

Les résultats soutiennent la proposition selon laquelle la composition chimique d'une étoile et la nature de son système planétaire sont liées.

"Imaginez que l'étoile a à l'origine formé des planètes rocheuses comme la Terre. De plus, imaginez qu'elle a également formé des planètes géantes gazeuses comme Jupiter", a déclaré Mack. "Les planètes rocheuses se forment dans la région proche de l'étoile où il fait chaud et les géantes gazeuses se forment dans la partie externe du système planétaire où il fait froid. Cependant, une fois que les géantes gazeuses sont complètement formées, elles commencent à migrer vers l'intérieur et , comme ils le font, leur gravité commence à tirer et à tirer sur les planètes rocheuses intérieures. "Avec la bonne quantité de traction et de traction, une géante gazeuse peut facilement forcer une planète rocheuse à plonger dans l'étoile. Si suffisamment de planètes rocheuses tombent dans l'étoile, elles la tamponneront avec une signature chimique particulière que nous pourrons détecter."

Suivant cette logique, il est peu probable que l'un ou l'autre des jumeaux binaires possède des planètes terrestres. Sur une étoile, les deux planètes de la taille de Neptune sont en orbite assez proche de l'étoile, à un tiers de la distance entre la Terre et le Soleil. Sur l'autre étoile, la trajectoire de la planète de la taille de Jupiter frôle l'étoile, la rapprochant de l'orbite de Mercure au point d'approche le plus proche. Les astronomes spéculent que la raison pour laquelle l'étoile avec les deux planètes de la taille de Neptune a ingéré plus de matière terrestre que sa jumelle était que les deux planètes étaient plus efficaces pour pousser de la matière dans leur étoile que la seule planète de la taille de Jupiter ne l'était pour pousser de la matière dans son étoile. .

Si la signature chimique des étoiles de classe G qui avalent des planètes rocheuses s'avère universelle, « lorsque nous trouverons des étoiles avec des signatures chimiques similaires, nous pourrons conclure que leurs systèmes planétaires doivent être très différents du nôtre et qu'ils manquent de planètes rocheuses intérieures », a déclaré Mack. "Et quand nous trouvons des étoiles qui n'ont pas ces signatures, alors elles sont de bons candidats pour héberger des systèmes planétaires similaires au nôtre."

Stassun a ajouté : "Ce travail révèle que la question de savoir si et comment les étoiles forment des planètes est en fait la mauvaise chose à poser. La vraie question semble être de savoir combien de planètes une étoile fait éviter le destin d'être mangé par leur étoile parent ?"

La recherche a été financée par les subventions de la National Science Foundation AAG AST-1009810 et PAARE AST-0849736.

Visitez Research News @ Vanderbilt pour plus d'informations sur la recherche de Vanderbilt. [Remarque aux médias : Vanderbilt dispose d'un studio de télévision et de radio 24h/24 et 7j/7 avec une ligne dédiée à la fibre optique et une ligne RNIS. Use of the TV studio with Vanderbilt experts is free, except for reserving fiber time.] -VU-

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Some sunlike stars eat Earthlike planets

Astronomers have identified the signature of Earth-eating stars. During their development, these stars ingest large amounts of the rocky material from which terrestrial planets – small, rocky planets like Mercury, Venus, Earth and Mars – are made.

Trey Mack, a graduate student in astronomy at Vanderbilt University, has developed a model that estimates the effect that such a diet has on a star’s chemical composition and has used it to analyze a pair of twin stars that both have their own planets.

The results of the study were published online May 7, 2014 in the Journal d'astrophysique.

“Trey has shown that we can actually model the chemical signature of a star in detail, element by element, and determine how that signature is changed by the ingestion of Earthlike planets,” said Vanderbilt Professor of Astronomy Keivan Stassun, who supervised the study. “We can actually see the signature predicted by our model, in detail, element by element.”

This ability will add substantially to astronomers’ understanding of the process of planet formation as well as assist in the ongoing search for Earthlike exoplanets, according to the astronomers.

What if we could determine if a given star is likely to host a planetary system like our own by breaking down its light into a single high-resolution spectrum and analyzing it? A spectrum taken of the sun is shown above. The dark bands result from specific chemical elements in the star’s outer layer, like hydrogen or iron, absorbing specific frequencies of light. By carefully measuring the width of each dark band, astronomers can determine just how much hydrogen, iron, calcium and other elements are present in a distant star. The new model suggests that a G-class star with levels of refractory elements like aluminum, silicon and iron significantly higher than those in the sun may not have any Earthlike planets because it has swallowed them. (N.A.Sharp, NOAO/NSO/Kitt Peak FTS/AURA/NSF)

First, some background: Stars consist of more than 98 percent hydrogen and helium. All the other elements make up less than 2 percent of their mass. Astronomers have arbitrarily defined all the elements heavier than hydrogen and helium as metals and have coined the term “metallicity” to refer to the ratio of the relative abundance of iron to hydrogen in a star’s chemical makeup.

Since the mid-1990’s, when astronomers developed the capability to detect extrasolar planets in large numbers, there have been several studies that attempt to link star metallicity with planet formation. In one such study, researchers at Los Alamos National Laboratory argued that stars with high metallicity are more likely to develop planetary systems than those with low metallicity. Another study concluded that hot Jupiter-sized planets are found predominantly circling stars with high metallicity while smaller planets are found circling stars with a wide range of metal content.

Building on the work of coauthor Simon Schuler of the University of Tampa, Mack took this type of analysis a step further by looking at the abundance of 15 specific elements relative to that of the Sun. He was particularly interested in elements like aluminum, silicon, calcium and iron that have melting points higher than 1,200 degrees Fahrenheit (600 degrees Celsius) because these are the refractory materials that serve as building blocks for Earthlike planets.

Mack and Stassun decided to apply this technique to the planet-hosting binary pair designated HD 20781 and HD 20782. Both stars should have condensed out of the same cloud of dust and gas and so both should have started with the same chemical compositions. This particular binary pair is the first one discovered where both stars have planets of their own.

Both of the stars in the binary pair are G-class dwarf stars similar to our sun. One star is orbited closely by two Neptune-size planets. The other possesses a single Jupiter-size planet that follows a highly eccentric orbit. The difference in their planetary systems make the two stars ideal for studying the connection between exoplanets and the chemical composition of their stellar hosts.

When they analyzed the spectrum of the two stars, the astronomers found that the relative abundance of the refractory elements was significantly higher than that of the Sun. They calculated that each of the twins would have had to consume an additional 10-20 Earth-masses of rocky material to produce the chemical signatures. Specifically, the star with the Jupiter-sized planet appears to have swallowed an extra 10 Earth masses while the star with the two Neptune-sized planets scarfed down an additional 20.

The results support the proposition that a star’s chemical composition and the nature of its planetary system are linked.

“Imagine that the star originally formed rocky planets like Earth. Further, imagine that it also formed gas giant planets like Jupiter,” said Mack. “The rocky planets form in the region close to the star where it is hot and the gas giants form in the outer part of the planetary system where it is cold. However, once the gas giants are fully formed, they begin to migrate inward and, as they do, their gravity begins to pull and tug on the inner rocky planets.

“With the right amount of pulling and tugging, a gas giant can easily force a rocky planet to plunge into the star. If enough rocky planets fall into the star, they will stamp it with a particular chemical signature that we can detect.”

Following this logic, it is unlikely that either of the binary twins possesses terrestrial planets. At one twin, the two Neptune-sized planets are orbiting the star quite closely, at one-third the distance between the Earth and the Sun. At the other twin, the Jupiter-sized planet spends a lot of time in the outer reaches of the planetary system but it’s eccentric orbit also brings It in extremely close to the star. The astronomers speculate that the reason the star with the two Neptune-size planets ingested more terrestrial material than its twin was because the two planets were more efficient at pushing material into their star than the single Jupiter-sized planet was at pushing material into its star.

“With the right amount of pulling and tugging, a gas giant can easily force a rocky planet to plunge into the star. If enough rocky planets fall into the star, they will stamp it with a particular chemical signature that we can detect.”

Following this logic, it is unlikely that either of the binary twins possesses terrestrial planets. At one twin, the two Neptune-sized planets are orbiting the star quite closely, at one-third the distance between the Earth and the Sun. At the other twin, the Jupiter-sized planet spends a lot of time in the outer reaches of the planetary system but it’s eccentric orbit also brings It in extremely close to the star. The astronomers speculate that the reason the star with the two Neptune-size planets ingested more terrestrial material than its twin was because the two planets were more efficient at pushing material into their star than the single Jupiter-sized planet was at pushing material into its star.


If Jupiter and Saturn Collide

The largest ocean in the Solar System exists in an unexpected place. It is unlike any ocean on Earth, or even like those on a promising lunar world like Europa. This ocean resides somewhere beneath the soft bitten-peach atmosphere of Jupiter, vaporous and crystal-colored, made not of water but of liquid hydrogen. The hydrogen becomes a liquid as both temperatures and pressures mount beneath Jupiter’s atmosphere. Like the sun, Jupiter is made mostly of hydrogen and helium.

This composition is what sets the four Jovian planets — Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune — apart from the four inner rocky planets. Enormous, billowing layers of gas surround small but dense cores. As dreamy as it would be to visit a planet like Saturn, any traveler would find that there is no surface on which to land their craft. Neither can they fly through the atmospheres of gas giants since the intense environment would lead to fatal malfunctions. Spacecraft entering would be melted and crushed, then inevitably vaporized before much time had passed. They are beautiful worlds indeed, but they echo like pieces of art in a shadowy museum: look but do not touch.

For this reason, and for the breadth of their distance from Earth, we haven’t yet been able to discern much of the inner life of planets like Saturn and Jupiter. It may be the case that when approaching Jupiter’s core electrons are forced off hydrogen atoms, causing the liquid ocean to become electrically conducting. The planet’s core may be either solid or perhaps more like a dense, thick collection of gas. It’s undoubtedly hot — up to 90,032 degrees Fahrenheit (50,000 degrees Celsius). Measurements by spacecraft reveal a diffuse core, something which may have resulted from a planet 10 times more massive than Earth colliding with Jupiter over 4.5 billion years in the past. This impact disrupted the core, spreading the heavy elements which should have been concentrated there. Jupiter’s powerful gravity increases the chances that an incoming body will result in a collision rather than a simple grazing event. As Jupiter is more massive than all other planets combined, it has a stronger gravitational attraction.

Second in planetary size and mass to Jupiter alone, Saturn may have sustained collisions early on in its formation as well. Its core is smaller than Jupiter’s and overall the planet has only about 30% of Jupiter’s mass. But, while both planets have rings, Saturn’s are far more impressive. They are made of shattered moons and asteroids, orbiting alongside gleaming shards of ice. Jupiter’s rings on the other hand are made largely of dust. Together they make up the Solar System’s two reigning planets.

Studies on whether or not they would collide at some point in the future have come back inconclusive. It’s not expected that such a collision would take place in a system that’s as developed and stable as ours. The planets are neither set to collide nor be ejected from the Solar System for a few billion years — about 10,000,000,000 — but neither can their orbits be perfectly predicted. Disruptions can come from events such as galactic tidal forces, asteroids, and stars passing near our system.

Out of curiosity, and inspired by their alignment this past December, I ran a physics-based universe simulator to see what would happen if Jupiter and Saturn collided.

Jupiter is already larger than some stars at 140,000 km versus 121,000 km for some of the smallest stars. With the added mass and material from Saturn, is it possible that the new cosmic body would become massive enough to sustain fusion and become a new star? Images from the simulation are shown below. The two planets first approached one another, the looming Jupiter bending Saturn’s rings with its gravitational pull, arching them, both planets heating up as they touched and then merged two swirling, sultry atmospheres into one.

The resulting new body has about 1.25 Jupiter masses, with a slightly larger radius and a much higher average temperature. On its own Jupiter has an average temperature of about -238 degrees Fahrenheit (-150 degrees Celsius). The collision resulted in a new average of 108 degrees Fahrenheit (42 degrees Celsius). The added mass, however, is nowhere near enough to make the new giant planet into a star. Mass, and not size, is the determining factor in whether or not a new star is formed. The more massive an object, the higher the internal pressures which can eventually cause nuclear fusion. Fusion happens when pressures override the repulsion between hydrogen nuclei and transform them into helium. This process is what creates the energy that powers stars. Even the least massive stars in the universe have at least 70 times the mass of Jupiter. This seems to be the threshold for nuclear fusion, though lower rates of metallicity require masses of 87 Jupiters and higher to produce a star. At just 1.25 Jupiter masses, our new object would have needed to accrue far more material to undergo stellification.

The new planet’s composition also changed, having greater amounts of iron, silicates, and hydrogen, as well as water which may have come in part from ice particles in Saturn’s rings. Much of the ring system was dispersed or consumed, though some did go into orbit around our new planet, giving it a faint likeness to the now absent Saturn.

It’s unclear, however, if our new and more massive planet would become a brown dwarf — failed stars which in fact appear red and not brown. The distinction between giant planets, brown dwarfs, and stars is still ill-defined. Jupiter could become a dim dwarf star if it could accrue more material from, for example, a passing cloud of interstellar gas. This larger and more massive planet, along with the missing presence of Saturn, could disrupt the orbits of other objects in the Solar System.

It wouldn’t be the first time a planet in our Solar System goes missing. Some research suggests that a fifth Jovian planet existed between Jupiter and Neptune at some early point in our system’s formation. It was later ejected and erased from our night sky, just as the ancient world that collided with Earth and created our moon was also erased, preserved now only by the stony, cool orb of moonlight in the late dark. Together Jupiter and Saturn played an important part in the creation of life on Earth. Their gravity kept our planet safe from many of the disasters which could have wiped out the very first organisms, or otherwise made conditions unfavorable for us to emerge at all. Losing them and creating a new world would not only change the landscape of our Solar System, but would also destroy intimate artifacts from the story of mankind.


Could Jupiter become a star?

Galileo at Jupiter. Crédit : NASA

NASA's Galileo spacecraft arrived at Jupiter on December 7, 1995, and proceeded to study the giant planet for almost 8 years. It sent back a tremendous amount of scientific information that revolutionized our understanding of the Jovian system. By the end of its mission, Galileo was worn down. Instruments were failing and scientists were worried they wouldn't be able to communicate with the spacecraft in the future. If they lost contact, Galileo would continue to orbit the Jupiter and potentially crash into one of its icy moons.

Galileo would certainly have Earth bacteria on board, which might contaminate the pristine environments of the Jovian moons, and so NASA decided it would be best to crash Galileo into Jupiter, removing the risk entirely. Although everyone in the scientific community were certain this was the safe and wise thing to do, there were a small group of people concerned that crashing Galileo into Jupiter, with its Plutonium thermal reactor, might cause a cascade reaction that would ignite Jupiter into a second star in the Solar System.

Hydrogen bombs are ignited by detonating plutonium, and Jupiter's got a lot of hydrogen.Since we don't have a second star, you'll be glad to know this didn't happen. Could it have happened? Could it ever happen? The answer, of course, is a series of nos. No, it couldn't have happened. There's no way it could ever happen… or is there?

Jupiter is mostly made of hydrogen, in order to turn it into a giant fireball you'd need oxygen to burn it. Water tells us what the recipe is. There are two atoms of hydrogen to one atom of oxygen. If you can get the two elements together in those quantities, you get water.

In other words, if you could surround Jupiter with half again more Jupiter's worth of oxygen, you'd get a Jupiter plus a half sized fireball. It would turn into water and release energy. But that much oxygen isn't handy, and even though it's a giant ball of fire, that's still not a star anyway. In fact, stars aren't "burning" at all, at least, not in the combustion sense.

Our Sun produces its energy through fusion. The vast gravity compresses hydrogen down to the point that high pressure and temperatures cram hydrogen atoms into helium. This is a fusion reaction. It generates excess energy, and so the Sun is bright. And the only way you can get a reaction like this is when you bring together a massive amount of hydrogen. In fact… you'd need a star's worth of hydrogen. Jupiter is a thousand times less massive than the Sun. One thousand times less massive. In other words, if you crashed 1000 Jupiters together, then we'd have a second actual Sun in our Solar System.

Jupiter as imaged by Michael Phillips on July 25th, 2009.

But the Sun isn't the smallest possible star you can have. In fact, if you have about 7.5% the mass of the Sun's worth of hydrogen collected together, you'll get a red dwarf star. So the smallest red dwarf star is still about 80 times the mass of Jupiter. You know the drill, find 79 more Jupiters, crash them into Jupiter, and we'd have a second star in the Solar System.

There's another object that's less massive than a red dwarf, but it's still sort of star like: a brown dwarf. This is an object which isn't massive enough to ignite in true fusion, but it's still massive enough that deuterium, a variant of hydrogen, will fuse. You can get a brown dwarf with only 13 times the mass of Jupiter. Now that's not so hard, right? Find 13 more Jupiters, crash them into the planet?

As was demonstrated with Galileo, igniting Jupiter or its hydrogen is not a simple matter.

We won't get a second star unless there's a series of catastrophic collisions in the Solar System.


Could the Planets in Guerres des étoiles Actually Support Life?

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A scene of Tatooine from Star Wars: A New Hope. Lucasfilm

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le Guerres des étoiles franchise always has been long on imagination. Fantastic creatures, giant spaceships, man-made death moons—the galaxy far, far away has them all. It also contains a rich array of planets, each with a unique environment. But one thing about those celestial bodies always stood out: the singular adjective—desert, ice, etc.—describing each of them.

Whereas Earth hosts a wide diversity of biomes, the planets of Guerres des étoiles boast far fewer climates and topographies. The ice planet Hoth never thaws. The desert planet Tatooine seems to never see rain or cold. Meanwhile, the forest moon Endor orbits the temperate zone of a gas giant and a diminutive Jedi master trains in a world covered by an unchanging bog.

While a world of sorcerers, faster-than-light travel, and fussy robots may not meet the standards of the hardest of hard sci-fi (why was the T-65 X-wing starfighter a long-range vehicle but the TIE Fighter wasn't?), seeing the mono-ecosystem worlds of Guerres des étoiles raises the question: Is a world with a single, homogenous weather pattern the exception or the rule? Earth has many environments, but does the rest of the universe look more like our home or Luke Skywalker's?

The first thing we should point out: In many cases, no one knows for sure. Scientists know there are more than 1,800 confirmed exoplanets out there, but in many cases, that's all they know. While that could change sooner rather than later, for now, science must speculate on their attributes based upon our solar system, what is known about planetary formation, and a few educated guesses.

"It's amazing that we've found all these extrasolar planets, but we know virtually nothing about them," says Greg Laughlin, professor of astronomy and astrophysics at the University of California, Santa Cruz and an exoplanet expert. "So there's still license to do whatever you want when it comes to fictional representation of habitable worlds. And I think there's no way to know if monolithic worlds are the rule, or if a planet is bouncing around between a lot of climatic patterns."

Just how much license does the Guerres des étoiles galaxy take with its many worlds? We talked to some planetary scientists to find out.

Monosystem: Desert
Climate: Hot, arid

The first planet we "visit" in the original Guerres des étoiles trilogy is the desert world of Tatooine, a harsh planet where the surface has been scorched by binary stars and moisture must be farmed from the air. The idea of a desert world (seemingly) is revisited in Star Wars: The Force Awakens, but J.J. Abrams says the world seen in the teasers isn't Tatooine, but Jakku, which may or may not be an all-desert world.

Most coverage, however, points to Jakku being a desert planet. It certainly looks Tatooine-esque in the trailer and the upcoming Star Wars Battlefront videogame promises a DLC for the "Battle of Jakku," which EA says occurs on a "remote desert planet." We'll have to wait and see the game—and The Force Awakens—to know whether Jakku is a desert world or one of more varied terrain.

But if Jakku and Tatooine end up being twin—or nearly twin—worlds, they wouldn't be alone. Most astronomers agree desert worlds might be quite common. However, whether those desert planets would be viable places to live, as they are in the Guerres des étoiles universe, is another story. Is a planet without much water capable of sustaining indigenous life like Jawas, Tusken Raiders, and wamp rats?

"I don't remember seeing a lake or oasis on Tatooine, and maybe I missed it but it seems like an awfully dry place for people to live and it wasn't clear to me if they were growing crops," says Andrew Johnston, a geoscience researcher at the National Air and Space Museum. "And where were the crops and how were they irrigating them?"

Johnston says moisture-farming situations are certainly possible they're used in the Atacama Desert in South America, for instance. But to sustain a population of Jawas, Tuskens, farm boys, and bounty hunters, the planet would need some bodies of water. Otherwise it would be harsh, unforgiving, and all but lifeless.

We even have an example of it in our solar system, albeit one that's a little colder than Tatooine. "Mars is largely a desert world, but having an all desert world that has creatures that have grown up there and walk around is somewhat unusual," Johnston says. (And anyone who has read The Martian knows Mars isn't exactly an easy place to survive.)

However, with sufficient water, Laughlin thinks organisms on a planet like Tatooine might not only survive, but thrive.

"If I had to guess, and this is based not on science but just a hunch, Iɽ have to say that [Tatooine] is the most realistic depiction of a world in our galaxy," he says.

A desert world might have an advantage over a verdant planet, as desert worlds are more resistant to the harmful effects of global warming. As the stars they orbit grow hotter, the worlds are better able to rebound from increased luminosity.

That brings us to the most striking feature of Tatooine: its binary stars. But while the planet's double noon is striking, it's also plausible. We know of planets orbiting binary stars. Some orbit the common center of mass between pairs of stars, while others spend their time around just one of the stars in the system.

"The inference is that they were quite close together, and the planet was quite distant from the stars," Laughlin says. "That posts zero problems for habitability. As far as the planet is concerned, it's just getting mixed light from the two stars."

Could It Exist? Yes

Monosystem: Ice
Climate: Frigid

At the beginning of The Empire Strikes Back, we're taken to Hoth. It's a frozen wasteland, a remote and inhospitable planet the Rebellion chose because it was out of the way, far from where the Empire might look for them. It's a barren hellscape that looks like it will remain that way. But in reality, Hoth has more in common with Earth than you might think.


Why Are Jupiter and Saturn Spinning so Slowly?

Editor’s note: AAS Nova is on vacation this week. Normal posting will resume next week in the meantime, we hope you enjoy this post from Astrobites, a graduate-student-run organization that digests astrophysical literature for undergraduate students. The original can be viewed at astrobites.org.

Titre: On the Terminal Rotation Rates of Giant Planets
Auteurs: Konstantin Batygin
First Author’s Institution: Institut de technologie de Californie
Statut: Published in UN J

The rotation periods of Jupiter and Saturn are 9.93 hours and 10.7 hours, respectively. Now, compared to our tiny Earth that lazes around on a 24-hour rotational period, you might think, “wow, those are some zoomy-bois.” However, our best theories of planet formation tell us that, based on how massive they were when they formed, they should really be doin’ a faster spin.

Fun fact alert: While the sun holds most of the solar system’s mass, Jupiter and Saturn hold the majority of our solar system’s angular momentum.

How Do You Form a Jupiter?

So let’s say you want to make a Jupiter, just for the heck of it. If you follow the rules of our understanding of general planet formation , there are three main steps. You start inside of a protoplanetary disk . There is some sort of gravitational instability where heavy metals can gravitationally collapse and start to form a metallic core. This core acquires a gaseous envelope which can then feed the newly forming planet. Once that gaseous envelope is about the size of the initial core, the planet enters a stage called runaway accretion. That just means that material around the planet falls quickly and efficiently, adding mass rapidly. And BAM — you have a Jupiter-like planet (technically called a Jovian planet). But, following this simple model, once the runaway process begins, the planet is accreting so much mass that our new Jupiter spins faster and faster and has no way to let go of any of its angular momentum. In this simple model, the surface of the planet can reach speeds that equal the escape velocity , which means that the planet breaks apart. That’s not great for planet formation. Plus, when we observe Jupiter and Saturn (and now that we’re gathering more and more data of Jovian planets outside of our solar system), we continue to see rotational velocities well below the planets’ escape velocities. So how in the heck do we slow down a young energetic planet? We turn to the answer that all astronomers look to in times of need: magnetic fields.

Setting Up the Problem of Slowing Down a Chonker Like Jupiter

Today’s paper attempts to lay the groundwork for solving this angular-momentum problem in Jovian-planet formation using magnetohydrodynamics. Big (scary) word, yes, but put more simply, this paper creates a semi- analytic model of a newly forming Jovian planet with a strong magnetic field, and it then explores how the field might slow the planet down. The model breaks the problem into two parts: the circumplanetary disk and the planet itself. Each part of this problem has equations that describe key parameters, such as the temperature, density, and abundance of metals in the surrounding envelope. For the planet part, the author calculates a magnetic field strength based on a typical luminosity of young exo-Jovian planets and uses these properties to calculate the electric conductivity and magnetic induction of the system, which would produce the forces that affect the speed of planet rotation. “Running” this model consists of calculating each of these equations over a series of time steps so that one can further understand how each of these factors change and affect each other as the planet forms.

How the Giant Chonker Was Slowed Down

The results of the model are illustrated in Figure 1 below. The finding of this paper is that if we consider the Jovian protoplanet to have a significant magnetic field, that field will invoke a force in the opposite direction of the rotation of both the circumplanetary disk and the planet itself. Basically, the magnetic field couples to the surrounding disk. Since there is now a force in the opposite direction of the original motion, the planet slows its spin. Angular momentum leaves the system as material feeding the planet gets kicked out of the system and back into the surrounding protoplanetary-disk environment.

Figure 1: An illustrative view of planet formation and the effect of magnetic fields (red lines). We are taking a look inside a protoplanetary disk, with the host star to the left, zooming in on a Jupiter-like planet being formed. The planet has its own circle of influence, the edges of which correspond to the purple regions. We can see that material flows onto the planet from above, and that material can only fall onto the planet if it is very nearly falling directly down. Material that falls just off to the side gets added to the de-cretion disk and thus shucked off into the gaseous nebula. The planet slows down via magnetic-field induction that invokes a force in the opposite direction of the original Keplerian rotation, which is the same direction as the planet is rotating. [Batygin 2019]