Neobični planetarni sustav oko zvijezde koja se brzo okreće ne prilično odgovara postojećim modelima formiranja planeta

Thunderbolts of the Gods | Official Movie (Lipanj 2019).

Anonim

Astronomi su otkrili rijedak, topao, masivan planet sličan Jupiteru koji kruži oko zvijezde koja se brzo okreće. Otkriće izaziva zagonetna pitanja o formiranju planeta - ni relativna mala masa niti velika udaljenost od svoje zvijezde domaćina ne očekuju se prema aktualnim modelima. Zapažanja koja su dovela do otkrića napravljena su pomoću SPHERE instrumenta na ESO-ovom vrlo velikom teleskopu. Članak koji opisuje rezultate prihvaćen je za objavljivanje u časopisu Astronomy & Astrophysics.

Parafraziram Isaac Asimov, znanstveni napredak najavljuje ne toliko "Eureka!" nego "Hm, ovo je čudno!" Novo otkriveni planetarni sustav HIP 65426 je slučaj u točki: S središnjom zvijezdom u ultrabrzoj rotaciji, odsutnost plinskog diska koji bi se očekivao za sustav stariji od 14 milijuna godina i relativno lagan, udaljeni planet, t prilično odgovaraju postojećim modelima za način na koji planetarni sustavi nastaju.

Planete se formiraju u golemim diskovima plina i prašine koji okružuju mlade zvijezde. U mlađim planetarnim sustavima koji su dosad pronađeni, uključujući sve one koji su promatrani s instrumentom SPHERE, ostaci diska obično su još uvijek vidljivi. Postoji određeni stupanj korelacije u masi: masivne zvijezde imaju tendenciju da imaju više masivnih diskova, formirajući više masivne planete.

Unesite HIP 65426b, planet koji je nedavno otkrio skupina astronoma koji uključuju istraživače Instituta Max Planck za astronomiju (MPIA) i njegov sustav domaćina. HIP 65426b otkriven je pomoću SPHERE instrumenta na Very Large Telescopeu ESO-ovog Paranal Observatory u Čileu, koji je snimio izravnu sliku planeta. Središnja zvijezda, HIP 65426, dio je onoga što bi se moglo nazvati zvjezdanim dječjim vrtićem: udruga Scorpius-Centaurus koja sadrži između 3000 i 5000 zvijezda koje su nastale približno u isto vrijeme, na udaljenosti od gotovo 400 svjetlosnih godina od Zemlje. Primjenom zajedničkih astronomskih tehnika za povezivanje zvijezda kako HIP 65426 pojedinačno tako i sa svojim zvjezdanim susjedima, slijedi da je HIP 65426 star oko 14 milijuna godina.

Gael Chauvin sa Sveučilišta u Grenobleu i Sveučilišta u Čileu, glavni autor studije, kaže: "Očekivali bi da ovaj mladi planetarni sustav još uvijek ima prašinu koja bi se mogla pojaviti u promatranjima. HIP 65426 ne imaju takav disk za trenutak - prvi pokazatelj da ovaj sustav ne odgovara našim klasičnim modelima planetarne formacije. "

Neobičan planet

Postoji, međutim, planet HIP 65426b. Uspoređujući direktne opažanja s odgovarajućim modelima, HIP 65426b je topli planet sličan Jupiteru, s temperaturom od oko 1300-1600 Kelvina (1000-1300 stupnjeva Celzija), oko 1, 5 puta radijusu Jupitera, i između 6 i 12 puta Jupitera masa. To bi HIP 65426b učinilo plinskim diva, poput Jupitera, čvrste jezgre i debele slojeve (uglavnom vodika) plina. Štoviše, spektralni pregledi pomoću SPHERE spektrografa ukazuju na prisutnost vodene pare i crvenkastog oblaka, slično Jupiterovom. Planeta je daleko, kruži oko svoje zvjezdane zvijezde na 100 astronomskih jedinica (100 puta prosječne udaljenosti između Zemlje i Sunca i više od tri puta Neptunove udaljenosti od Sunca).

Ponovno, to predstavlja različite razine neudobnosti: Očekuje se da će zvijezde tipa HIP 65426 (spektralna klasa A2V) imati otprilike dvostruku masu Sunca; već se pretpostavlja da bi takva zvijezda imala mnogo masivnije divovske planete od 6-12 Jupiterovih masa HIP 65426b. S druge strane, takvi divovski planeti ne bi se očekivali toliko daleko kao HIP 65426b.

Posljednje, ali ne manje važno, zvijezda domaćin HIP 65426 je posebna: Prema spektru snimljenom s ESO-ovim HARPS spektrografom, rotira se oko 150 puta brže od Sunca. Postoji samo jedna druga slična slična zvijezda koja se rotira jednako brzo, a to je dio binarnog sustava zvijezda. U takvom sustavu, prijenos tvari iz jedne zvijezde na drugu može spinirati zvijezu koja prima. Kako bi jedna zvijezda mogla ubrzati toliko, to zahtijeva objašnjenje.

Podrijetlo HIP 654426b: drama u cjelini?

Dosad, astronomi mogu samo nagađati o podrijetlu novootkrivenih osobitosti sustava. Mogući scenarij uključuje redovitu dramu na planetarijima: Početno, HIP 65426b bi se formirao mnogo bliže zvijezdi (objašnjavajući svoju relativno nisku masu), a barem još jedno masivno tijelo bi se također formiralo. U nekom trenutku HIP 65426b i drugo tijelo trebali bi biti dovoljno blizu da se HIP 65426b katapultira prema van (do trenutne velike udaljenosti), a drugo tijelo se kreće prema unutra i spaja se sa zvijezdom (što uzrokuje brzu rotaciju zvijezde). Planeti koji prolaze kroz sustav mogli su također destabilizirati disk, objašnjavajući zašto nije preživjela dovoljno dugo da se promatra.

Alternativno objašnjenje uključuje posebnu dinamiku protoplanetarnog diska, pri čemu se i zvijezda i planet formiraju kolapsom istodobno fragmentiranjem - što bi i dalje zahtijevalo objašnjenje zašto je disk tako kratko živio da je do sada nestao.

Još određena objašnjenja morat će čekati dodatna opažanja i simulacije. Moglo bi utjecati na naše razumijevanje kako plinovi divovi oblikuju, razvijaju se i eventualno migriraju, općenito. Ovo, zauzvrat, presudno je za razumijevanje formiranja planetarnih sustava kao cjeline: mase zvijezde domaćina u stranu, većinu mase u planetarnom sustavu nose takvi divovski planeti, a prisutnost i svojstva takvih planeta imaju odlučan utjecaj na formiranje svojih manjih rođaka, poput Zemaljskih planeta ili Super-Zemlje.

Za tim SPHERE, otkriće ima dodatni poseban značaj. Ovo je prvi planeti otkriveni pomoću SPHERE instrumenta. Redatelj MPIA Thomas Henning, jedan od očeva instrumenta SPHERE i koautor ove studije, dodaje: "Izravne slike egzoplaneta još uvijek su vrlo rijetke, ali sadrže bogatstvo informacija o planetima poput HIP 65426b Analiza direktne svjetlosti planeta omogućuje nam da s velikim povjerenjem ograničimo sastav atmosfere planeta. "Slike postoje za manje od 20 od trenutno poznatih 3600 egzoplaneta; zajedničke metode detekcije su sve neizravne, oslanjajući se na činjenicu kako prisutnost planeta utječe na svjetlost domaćinske zvijezde. Izravno snimanje je vrlo teško, s obzirom na to da su zvijezde toliko svijetle da njihova svjetlost utopi bilo koji svjetlost iz okolnih planeta. SPHERE je dizajniran za optimalno suzbijanje svjetlosti zvijezda, omogućujući slike i spektre okolnih planeta. Do sada je izravno snimanje jedini način za otkrivanje planeta čija je udaljenost od velike zvijezde domaćina - planete poput neobičnog HIP 65426b.

menu
menu