Egy gázóriás lecsupaszított magja lehet ez a fura idegen bolygó

4873

Egy, a Földnél nagyjából 40-szer nagyobb tömegű, távoli világ egy óriásbolygó maradványmagja, vagy egy fejlődésben megállt óriásbolygó lehet, állapítja meg egy új tanulmány. Ezen felfedezések a kutatók szerint fényt deríthetnek az óriásbolygók titokzatos magjának jellegére.

A NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) űrteleszkópja először 2018-ban detektálta a TOI-849b meglétét, majd ezt később a chilei La Silla Obszervatórium segített megerősíteni. Tudósok most a 730 fényévre lévő, Nap-típusú TOI-849 nevű csillag körül keringő bolygót vizsgálták.

A TOI-849b a maga 40 földtömegével majdnem fele akkora, mint a Szaturnusz. A chilei Paranal Obszervatóriumból és a Las Cumbres Observatory Great Telescope műszerétől származó adatok alapján a bolygó átmérője kb. 3,45-szöröse a Föld átmérőjének, azaz hasonló méretű mint a Neptunusz. Ezekből az információkból arra lehet következtetni, hogy az exobolygó sűrűsége hasonló a Földéhez, ami az eddig felfedezett Neptunusz méretű bolygók közül a legsűrűbbé teszi.

A TOI-849b a rövid, 18,4 órás keringési periódusával perzselően közel, alig 0,015 CSE-re (1 csillagászati egység az átlagos Nap–Föld távolság) kering a csillagától. Ez azt jelenti, hogy a most felfedezett bolygó az ún. neptunusz- vagy szubjupiter-sivatag közepén helyezkedik el.

Az ismert exobolygók sugara földsugárban (felső ábra) és tömege földtömegben (alsó ábra) a keringési periódusuk függvényében. Látható, hogy kb. 3 nap alatti periódus és bizonyos tömeg-, valamint sugártartományok között csak igen kevés bolygót ismerünk ezt a régiót, ahol a TOI-849b található, nevezzük szubjupiter- vagy neptunusz-sivatagnak. (Forrás: Armstrong és mtsai., 2020.)

„Ebben a köztes régióban nincs sok bolygó, szóval látni egyet ilyen közel keringeni a csillagához elég menő”, közölte Sean Raymond, a franciaországi Bordeaux-i Obszervatórium asztrofizikusa, aki nem vett részt a kutatásban.

Művészi benyomás az NGTS-4b jelű exobolygóról, amely a csillagához nagyon közel keringő, a Neptunuszhoz hasonló méretű kevés ismert bolygó közé tartozik. A különös új bolygó, a TOI-849b szintén a szubjupiter-sivatagban van. (Forrás: University of Warwick/Mark Garlik)

Korábbi modellek azt sugallták, hogy a 10–20 földtömegűként születő bolygóknak elegendően erős a gravitációs terük ahhoz, hogy az újszülött csillagokat övező porból és gázból álló protoplanetáris korongból hatalmas mennyiségű anyagot faljanak fel. Az ilyen világoknak tehát fel kellene duzzadnia a Jupiterhez vagy a Szaturnuszhoz hasonló gázóriásokká. Ebből kifolyólag arra gondolhatnánk, hogy a TOI-849b egy olyan gázóriás maradványa, amely valahogyan elveszítette a tömegének nagy részét, talán a csillaga körüli keringése során kapott hő hatására.

Művészi benyomás egy forró Jupiterről (a WASP-18b-ről) olyan Jupiter méretű exobolygóról, amely a csillagához nagyon közel kering. (Forrás: NASA)

A kutatók megjegyezték azonban, hogy annak ellenére, hogy a TOI-849b igen sok fényt kap a csillagától, ez nem feltétlenül elegendő egy gázóriás atmoszférájának a bolygó magjáig történő lecsupaszítására. Úgy becsülik, hogy a csillag kb. 6,7 milliárd éves. Ezt az időt, valamint a bolygó csillagtól mért távolságát figyelembe véve úgy számolnak, hogy egy Jupiterhez hasonló gázóriás a tömegének csupán néhány százalékát veszítette volna el eddig a csillag sugárzása miatt.

Ennélfogva a tudósok azt gondolják, hogy a TOI-849b egy olyan gázóriás maradványmagja lehet, amely valamilyen más mechanizmus következtében veszített a tömegéből. Lehetséges például, hogy más óriásbolygókkal ütközött, vagy a csillagának gravitációja „nyúzta le” a gázburka nagy részét. Amennyiben azonban a TOI-849b-t más bolygókkal történő gravitációs kölcsönhatások „lökték” jelenlegi pozíciójába, akkor az az energia, amennyit az exobolygó aközben kapott, hogy a csillagának gravitációja a jelenlegi kör alakú pályájára állította, jelentősen felhevíthette, ez pedig vezethetett komoly tömegvesztéshez.

Egy újabb lehetséges magyarázat a TOI-849b jelenlegi helyzetére a növekedésben történő megtorpanáshoz kapcsolódik. Elképzelhető, hogy ez a bolygó későn alakult ki, amikorra már a rendszerében található protoplanetáris korong nagy része eltűnt, állítják a kutatók. Ugyanakkor az is elképzelhető, hogy amikor a TOI-849b kialakult a csillaga körül, a protoplanetáris korong összes, növekedésre elérhető anyagát összegyűjtötte.

Mindent egybevetve, a TOI-849b bepillantást nyújthat a kutatók számára a gázóriás magjának kinézetébe. Jövőbeni kutatásokkal akár közvetlenül is meg lehet vizsgálni a mag összetételét az exobolygó maradék légkörének elemzésével. További vizsgálatokkal azt is meg lehetne állapítani, hogy a bolygó valóban gázóriás volt-e, aminek az atmoszféráját a csillag fénye csupaszította le. „Azt állítják, hogy ez valószínűtlen, azonban ezeket a számításokat nehéz elvégezni”, tette hozzá Raymond.

A jelen tanulmány vezető szerzője David Armstrong (University of Warwick, Anglia), a szakcikket a Nature folyóiratban fogadták el közlésre, itt érhető el preprint változatban.

Forrás: https://www.space.com/weird-alien-planet-gas-giant-core.html

Hozzászólás

hozzászólás