Odkryto gazową gigantyczną egzoplanetę dwa razy masywniejszą od Ziemi: ScienceAlert

Nowo zważona egzoplaneta wprawiła astronomów w zakłopotanie.

Po wykonaniu pomiarów bardzo małej egzoplanety wielkości Jowisza, zwanej HD-114082b, naukowcy odkryli, że jej charakterystyka nie pasuje do żadnego z dwóch popularnych modeli powstawania gazowych olbrzymów.

Mówiąc najprościej, jest po prostu za ciężki jak na swój wiek.

„W porównaniu z obecnie akceptowanymi modelami, HD-114082b jest dwa do trzech razy za gęsty jak na młodego gazowego giganta, który ma zaledwie 15 milionów lat” – powiedział. wyjaśnia astrofizyk Olga Zakhazy z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Niemczech.

Krążąca wokół gwiazdy o nazwie HD-114082 odległa o około 300 lat świetlnych egzoplaneta była przedmiotem intensywnej kampanii zbierania danych. Ma zaledwie 15 milionów lat, HD-114082b jest jedną z najmłodszych egzoplanet, jakie kiedykolwiek odkryto, a zrozumienie jej właściwości może dostarczyć wskazówek na temat formowania się planet – procesu, który nie jest w pełni poznany.

Do kompleksowego scharakteryzowania egzoplanety na podstawie jej wpływu na gwiazdę macierzystą potrzebne są dwa rodzaje danych. Dane tranzytowe to zapis sposobu, w jaki światło gwiazdy przygasa, gdy orbitująca egzoplaneta przechodzi przed nią. Jeśli wiemy, jak jasna jest gwiazda, to słabe pociemnienie może ujawnić rozmiar egzoplanety.

Z drugiej strony dane dotyczące prędkości radialnej są zapisem tego, jak bardzo gwiazda chwieje się w miejscu w odpowiedzi na przyciąganie grawitacyjne planet zewnętrznych. Jeśli znamy masę gwiazdy, amplituda jej drgań może dać nam masę egzoplanety.

Od prawie czterech lat naukowcy zbierają obserwacje prędkości radialnej HD-114082. Wykorzystując zebrane dane dotyczące tranzytu i prędkości radialnej, naukowcy ustalili, że HD-114082b ma podobny promień Jowisz – Ale masa Jowisza jest 8 razy większa. Oznacza to, że gęstość egzoplanety jest prawie dwukrotnie większa niż gęstość Ziemi i około 10 razy większa niż gęstość Jowisza.

READ  Badanie wykazało, że „lodowiec Doomsday” topnieje szybciej niż sądzono

Rozmiar i masa tej małej egzoplanety oznacza, że ​​jest mało prawdopodobne, aby była to bardzo duża, skalista planeta; wokół niego górne granice 3 promień Ziemi i 25 mas lądowych.

Istnieje również bardzo mały zakres gęstości w skalistych egzoplanetach. Powyżej tego zakresu ciało staje się bardziej intensywnyA grawitacja planety zaczyna utrzymywać ważną atmosferę wodoru i helu.

HD-114082b znacznie przekracza te parametry, co oznacza, że ​​jest gazowym gigantem. Ale astronomowie nie wiedzą, jak to się stało.

„Uważamy, że gigantyczne planety mogą powstawać na dwa możliwe sposoby” mówi astronom Ralph Lönnhardt MPIA. „Oba zjawiska występują w protoplanetarnym dysku gazu i pyłu rozmieszczonym wokół młodej, centralnej gwiazdy”.

Obie metody są określane jako „zimny start” lub „gorący start”. Uważa się, że podczas zimnego startu egzoplaneta tworzy się, kamyk po kamyku, z gruzu w dysku krążącym wokół gwiazdy.

Kawałki przyciągają się najpierw elektrostatycznie, a następnie grawitacyjnie. Im większa masa, tym szybciej rośnie, aż stanie się wystarczająco masywna, aby wywołać niekontrolowane gromadzenie się wodoru i helu, dwóch najlżejszych pierwiastków we wszechświecie, tworząc ogromną gazową otoczkę wokół skalistego jądra.

Biorąc pod uwagę, że gazy tracą ciepło, gdy opadają w kierunku jądra planety i tworzą atmosferę, jest to postrzegane jako stosunkowo fajna opcja.

Gorący start jest również znany jako niestabilność dysku i uważa się, że występuje, gdy wirujący obszar niestabilności dysku zapada się bezpośrednio w sobie pod wpływem grawitacji. Powstały obiekt to w pełni uformowana egzoplaneta bez skalistego jądra, ponieważ gazy zatrzymują więcej swojego ciepła.

Egzoplanety, które doświadczają zimnego lub gorącego startu, muszą ochładzać się z różną szybkością, co skutkuje odrębnymi cechami, które powinniśmy być w stanie zaobserwować.

Naukowcy twierdzą, że charakterystyka HD-114082b nie pasuje do modelu gorącego startu. Ich rozmiar i masa są bardziej zgodne z pierwotną akrecją. Ale nawet wtedy jest nadal dość masywny jak na swój rozmiar. Albo zawiera niezwykłe jądro, albo dzieje się coś innego.

READ  Astronauta NASA i dwóch astronautów wracają z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

„Jest za wcześnie, aby rezygnować z pomysłu gorącego startu” mówi Lönnhardt. „Wszystko, co możemy powiedzieć, to to, że nadal nie bardzo rozumiemy powstawanie planet olbrzymów”.

Egzoplanety są jedną z trzech planet, o których wiemy, że mają mniej niż 30 milionów lat i dla których astronomowie uzyskali pomiary promienia i masy. Jak dotąd wszystkie trzy wydają się być niezgodne z modelem niestabilności dysku.

Trzy to oczywiście bardzo mała próba, ale trzy na trzy wskazują, że akumulacja pierwotna jest prawdopodobnie bardziej powszechna z tych dwóch.

„Chociaż potrzeba więcej takich planet, aby potwierdzić ten trend, uważamy, że teoretycy powinni zacząć ponownie oceniać swoje obliczenia”. – mówi Zakhozai.

„To ekscytujące, jak nasze obserwacje wpływają na teorię powstawania planet. Pomagają poszerzyć naszą wiedzę o tym, jak te gigantyczne planety rosną i mówią nam, gdzie leżą luki w naszym zrozumieniu”.

Badania opublikowane w Astronomia i astrofizyka.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *