Terestrické exoplanety a jejich vývoj

• Název práce v češtině: Terestrické exoplanety a jejich vývoj
• Název v anglickém jazyce: Evolution of terrestrial exoplanets
• Klíčová slova: exoplanety, slapový vývoj dráhy, povrchová teplota
• Klíčová slova anglicky: exoplanets, orbital evolution, surface temperature
• Akademický rok vypsání: 2013/2014
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra geofyziky (32-KG)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Marie Běhounková, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 16.10.2013
• Datum zadání: 03.03.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 11.03.2014
• Datum a čas obhajoby: 08.09.2015 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 31.07.2015
• Datum odevzdání tištěné podoby: 31.07.2015
• Datum proběhlé obhajoby: 08.09.2015
• Oponenti: prof. RNDr. Ondřej Čadek, CSc.

Zásady pro vypracování

Díky pokroku detekčních metod je objevováno stále více exoplanet. Ačkoliv o nich dosud máme velmi málo informací, poskytují velký statistický soubor, který může významně obohatit naše znalosti o jejich dynamickém vývoji. Nejúspěšnější detekční metody upřednostňují planety obíhající v těsné blízkosti mateřské hvězdy. Tato skutečnost se projevuje obzvlášť u extrasolárních „superzemí“, u těles, jejichž hmotnosti nepřesahují desetinásobek hmotnosti Země. Takových exoplanet je v současnosti potvrzeno 114 ze 70 soustav (exoplanet.eu, 14.2.2014), většina těchto superzemí (107 ze 114) má hlavní poloosu menší než 0,5 AU. Krátkoperiodické kamenné planety podléhají silným slapům, pravděpodobné je i jejich uzamčení ve spin-orbitální resonanci a vystavení nerovnoměrnému ozáření vedoucí ke vzniku velkých teplotních gradientů na planetárním povrchu. V rámci této diplomové práce se řešitel zaměří na rozložení povrchových teplot na krátkoperiodických a slapově uzamčených terestrických planetách. Vedle již popsaného vlivu parametrů (extrasolární konstanta, excentricita, sklon rotační osy, termální setrvačnost) student rozšíří tuto práci o vliv dosud nestudovaných parametrů (např. pozice jarního bodu, vliv rotační periody, vliv aproximace bodového zdroje, nelineární závislost teplotní vodivosti na teplotě). Student se také pokusí nalézt škálovací zákony pro maximální teplotu a maximální teplotní rozdíl na povrchu v závislosti na výše zmíněných parametrech. Dále bude studovat časový vývoj povrchové teploty pro časově proměnné parametry oběžné dráhy pro jednoduché modely vývoje orbity (například cirkularizace dráhy).

Seznam odborné literatury

Formation and Evolution of Exoplanets. Ed: R. Barnes. (2010). Wiley-VCH. Berlin.

Barnes, R., Jackson, B., Greenberg, R., Raymond, S. N., (2009). Tidal Limits to Planetary Habitability, ApJL 700, L30-L33.

Correia, A. C. M., Laskar, J., (2011). Tidal Evolution of Exoplanets. In: Seager, S. (Ed.), Exoplanets, edited by S. Seager. Tucson, AZ: University of Arizona Press, 2011, p.239-266.

Batalha, N. M., Rowe, J. F., Bryson, S. T., Barclay, T., et al., (2013). Planetary Candidates observed by Kepler. III. Analysis of the First 16 Months of Data. ApJS 204, 24.

Beuthe, M., (2013). Spatial patterns of tidal heating. Icarus 223, 308-329.

Dobrovolskis, A.R. (2013). Insolation on exoplanets with eccentricity and obliquity, Icarus, 226(1), p. 760-776.

Gelman, S. E., Elkins-Tanton, L. T., Seager, S., (2011). E�ffects of Stellar Flux on Tidally Locked Terrestrial Planets: Degree-1 Mantle Convection and Local Magma Ponds. ApJ 735, 72.

Mardling, R. A., Lin, D. N. C., (2002). Calculating the Tidal, Spin, and Dynamical Evolution of Extrasolar Planetary Systems. ApJ 573, 829-844.

van Summeren, J., Conrad, C. P., Gaidos, E., (2011). Mantle Convection, Plate Tectonics, and Volcanism on Hot Exo-Earths. ApJL 736, L15.


Časopisecká literatura dle doporučení školitele