Rekordowa egzoplaneta o niesamowicie intensywnej orbicie, która jest całkowicie zniszczona

Nowo odkryta egzoplaneta jest jedną z najbardziej ekstremalnych, jakie kiedykolwiek odkryto.

Nazywa się TOI-2109b, czyli absolutna bestia gazowego giganta o masie 1,35 razy i masie 5 razy Jowisz. Aha, i ma życzenie śmierci: jest na tak bliskiej orbicie ze swoją gwiazdą macierzystą, że okrąża ją raz na 16 godzin.

Jest to najbliższa orbita gazowego olbrzyma, jaką kiedykolwiek wykryliśmy, tak blisko, że zbliża się do gwiazdy na swojej umierającej ścieżce, a jej połowa jest spalona przez ciepło macierzystej gwiazdy. Uważa się, że po stronie dziennej TOI-2109b osiąga temperaturę 3500 K (3227 °C lub 5840 °F). To jest gorętsze niż jakieś gwiazdy.

Jest to druga najważniejsza egzoplaneta, jaką kiedykolwiek odkryto, zaliczając ją do kategorii ultraszybkich Jowiszów. Astronomowie mają nadzieję, że powie nam więcej o tym, jak powstały te ekstremalne egzoplanety, a także o interakcjach między gwiazdą a niebezpiecznie orbitującą egzoplanetą.

„Za rok lub dwa, jeśli będziemy mieli szczęście, być może będziemy w stanie dowiedzieć się, jak planeta porusza się w pobliżu swojej gwiazdy” Astronom Ian Wong powiedział: Z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA. „W naszym życiu nigdy nie zobaczymy, jak planeta wpada w swoją gwiazdę. Ale daj jej jeszcze 10 milionów lat, a ta planeta może nie istnieć”.

Gorące i supergorące Jowisze to wspaniałe podkategorie egzoplanet.

Jak sama nazwa wskazuje, są to ogromne gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz. W przeciwieństwie do Jowisza, okrążają swoją gwiazdę macierzystą niezwykle blisko, po orbicie trwającej mniej niż 10 dni (dla porównania, okres obiegu Jowisza jest o 12 lat znacznie spokojniejszy). Na tak bliskich odległościach te egzoplanety są już bardzo gorące, często wyparowując pod wpływem intensywnego ciepła.

Według aktualnych modeli formowania się planet, gorące Jowisze to wielka tajemnica. Gazowy olbrzym nie może uformować się blisko swojej gwiazdy, ponieważ grawitacja, promieniowanie i intensywne wiatry gwiazdowe muszą zapobiegać zlepianiu się gazu.

Do tej pory odkryliśmy setki. Astronomowie uważają obecnie, że te egzoplanety tworzą się daleko od swoich gwiazd macierzystych i Migracja wewnętrzna.

„Od początku nauki o egzoplanetach gorące Jowisze były postrzegane jako egzotyczne sfery” Astrofizyk Avi Shporer powiedział: z Instytutu Astrofizyki i Badań Kosmicznych Kavli w Massachusetts Institute of Technology. „W jaki sposób masywna i masywna planeta, taka jak Jowisz, osiąga orbitę nie dłuższą niż kilka dni? Nie mamy niczego takiego w naszym Układzie Słonecznym i postrzegamy to jako okazję do jej zbadania i wyjaśnienia jej istnienia ”.

Aby ułożyć ewolucyjną łamigłówkę gorącego Jowisza, astronomowie szukają jak największej ich liczby, mając nadzieję, że uda im się dogonić ich na różnych etapach ich życia. TOI-2109b jest najbliżej śmierci z powodu rozpadu orbitalnego, jaki do tej pory wykryliśmy.

Schemat zmian w świetle gwiazd jako orbity egzoplanet. (J. Winn, arXiv, 2014)

Został odkryty przez NASA TESS Exoplanet Hunting Space Telescope, który szuka małych, równych zagłębień w świetle gwiazdy. To jeden ze znaków, że coś krąży wokół tej gwiazdy.

Wielkość, o jaką zmniejsza się światło gwiazdy, może nam powiedzieć o wielkości obiektu na orbicie. Niewielkie zmiany w świetle gwiazdy, gdy porusza się ona natychmiast, przyciągana grawitacją egzoplanety, mogą nam powiedzieć o jej masie.

TOI 2109b okrąża żółto-białą gwiazdę 1,7 razy większą i 1,4 razy większą od Słońca, znajdującą się w odległości około 855 lat świetlnych. TOI 2109b i jego słońce są tak blisko, że odległość między nimi wynosi około 2,4 miliona kilometrów (1,5 miliona mil). To tylko 1,6 procent odległości między Słońcem a Ziemią.

W tak bliskiej odległości egzoplaneta prawdopodobnie byłaby związana pływowo ze swoją gwiazdą macierzystą, z jedną stroną stale zwróconą w stronę gwiazdy. Ten aspekt, badany, gdy egzoplaneta obraca się do środka i poza zasięgiem wzroku, osiąga szaloną temperaturę 3500 K, ale aspekt nocny – daleko od gwiazdy – jest nieco trudniejszy do zrozumienia.

„Jasność planety w nocy jest niższa niż czułość danych TESS, co rodzi pytania o to, co tak naprawdę się tam dzieje”. spoorer powiedział.

„Czy temperatura jest tam zbyt niska, czy też planeta w jakiś sposób przejmuje ciepło po dziennej stronie i przenosi je na nocną? Dopiero zaczynamy próbować odpowiedzieć na to pytanie w przypadku ultraszybkich Jowiszów”.

Zespół badawczy był w stanie zmierzyć tempo, w jakim TOI 2109b zmierza w kierunku swojej gwiazdy. Rośnie w tempie od 10 do 750 milisekund rocznie. Jest to najszybsza inspirująca prędkość spośród wszystkich odkrytych przez nas do tej pory gorącego Jowisza.

Zespół ma nadzieję, że przyszłe badania TOI-2109b, prawdopodobnie z wykorzystaniem niebawem wystrzelonego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (uderzającego w drewno), ujawnią niektóre z naprężeń na gorących Jowiszach, gdy wykonują one spirale śmierci.

„Superszybkie Jowisze, takie jak TOI-2109b, stanowią najbardziej ekstremalną podklasę egzoplanet” Wong powiedział.

„Właśnie zaczynamy rozumieć niektóre z unikalnych procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w atmosferze – procesy, które nie mają odpowiednika w naszym Układzie Słonecznym”.

Wyszukiwanie zostało opublikowane w Czasopismo astronomiczne.