Die Entwicklung kurzperiodischer extrasolarer Planeten und ihrer Zentralsterne unter Austausch von Gezeitenkräften
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Ensemble der CoRoT-Planeten wurde in Bezug auf Gezeitenwechselwirkung und Orbitstabilität untersucht. Vier Kriterien wurden formuliert für ein erste Abschätzung der Orbitstabilität: (i) ist der Planetenorbit innerhalb des Synchronorbits?, (ii) die Doodson-Konstante, (ii) der Property-Faktor, (iv) der kritische Orbitradius in Abhängigkeit der stellaren Restlebenszeit und der Dissipation. Gezeitenkräfte treiben die planetare Rotation in die Synchronisation mit der planetaren Revolution (Spin-Orbit-Kopplung). Innerhalb von wenigen 100 Millionen Jahren wenn der Planetenorbit innerhalb von 0.1 AU liegt. Von den 22 untersuchten Planeten sind 15 massive heisse Jupiter-ähnliche Planeten. Drei von Ihnen umkreisen G-Sterne innerhalb von 0.033 AU und drei weitere umkreisen F-Sterne innerhalb von 0.044 AU. Diese sechs werden in die Roche-Zonen ihrer Sterne laufen, wenn Q-/k2- ≤ 10^7. Szenarien mit extrem niedrigen Q/k werden als unrealistisch angesehen, weil die Planeten in extrem kurzen Zeitspannen in die stellare Roche-Zonen laufen würden, sowie die stellare Rotation stark hochspinnen würden. Eine spezielle Klasse von schnell rotierenden alten sonnenähnlichen Sternen ist allerdings (noch) nicht beobachtet. Gezeitenkräfte können den Planeten und den Stern in die doppelt-synchrone Rotation treiben. Dieser Zustand kann tatsächlich erreicht werden, wird allerdings als nicht stabil angesehen. Die Abbremsung der stellaren Rotation (stark bei G-Sternen, schwächer bei F-Sternen) wird den Synchronorbit nach aussen treiben, aus der doppelt-synchronen Rotation hinaus. Der Planetenorbit bleibt innerhalb des Synchronorbits zurück und unterliegt dann der Gezeitenwechselwirkung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Tidal interactions of short period extrasolar planets with their host stars constraining the elusive stellar tidal dissipation factor", PhD- thesis, University of Cologne, 2012
Carone, L.
- Transiting exoplanets from the CoRoT space mission. XXIII. CoRoT-21b; a doomed large Jupiter around a faint subgiant star, Astron. Astrophys. 545, A6
Pätzold, M. et al.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1051/0004-6361/201118425)
