Exotické zahrievanie exozemí

Abstract

Táto práca je zameraná na výpočet slapového zahrievania v exoplanetách a jeho porovnanie s menej obvyklým zdrojom, jouleovským teplom. V parametric- kej štúdii na modelovej planéte obiehajúcej okolo málo hmotnej hviezdy je najskôr určený vplyv jednotlivých fyzikálnych parametrov na veľkosť joulovského a sla- pového zahrievania. Potom je vypočítána možná štruktúra planét zo znalosti ich polomeru a celkovej hmotnosti pre predpokladané zloženie. Aplikácia na planéty TRAPPIST-1b a c ukázala, že prechádzajú intenzívnou slapovou deformáciou a pri nenulovom sklone osi magnetického dipólu voči osi rotácie hviezdy sa u nich uplatňuje aj jouleovské zahrievanie. Za predpokladu jednoduchej štruktúry planét tvorených z jadra a plášta, zo štúdie vyplýva dominancia slapového zahrievania u oboch planét. Extrémne zahrievanie, ktoré pozorujeme za použitia niektorých re- ológií, by mohlo viesť k rýchlemu prehriatiu planéty alebo veľkoškálovému taveniu vnútri planéty. 1

This thesis focuses on the comparison between the tidal heating and Joule hea- ting representing an unusual heat source. First, a parametric study was performed on a model planet orbiting a low-mass star where the effects of the most impor- tant physical parameters were studied. Then, the possible planetary structure with known radius and total mass was determined for the assumed composition. Application to the TRAPPIST-1b and c planets shows that they undergo intense tidal deformation. If the stellar rotation and magnetic dipole axes are inclined with respect to each other, then Joule heating also applies to them. For a simple structure of planets composed of the mantle and the core, the study shows that energy dissipation from stellar tides dominates in both planets. The extreme he- ating that we observe could lead to rapid overheating of the planet or large-scale melting within the planet. 1