Αυτός ο πλανήτης είναι πολύ μεγάλος για να περιστρέφεται γύρω από αυτό το μικροσκοπικό αστέρι: ScienceAlert

Υπάρχουν πολλοί περίεργοι και υπέροχοι πλανήτες έξω από το ηλιακό σύστημα, αλλά ο κόσμος που ανακαλύφθηκε πρόσφατα είναι ένας αληθινός ξένος στο διάστημα.

Ο εξωπλανήτης TOI-5205b είναι ένας αέριος γίγαντας του ίδιου μεγέθους και μάζας με τον Δία, σε τροχιά γύρω από τον κόκκινο νάνο TOI-5205. Αλλά δεν υπάρχει τίποτα ασυνήθιστο σε αυτό. Οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από αστέρια όλη την ώρα.

Αυτό που είναι ασυνήθιστο είναι το μέγεθος του TOI-5205 σε σύγκριση με έναν εξωπλανήτη μεγέθους Δία. Το αστέρι έχει μόνο τέσσερις φορές την ακτίνα του πλανήτη του και αντιπροσωπεύει λίγο λιγότερο από το 40% της ακτίνας και της μάζας του Ήλιου. Επιπλέον, η τροχιά του TOI-5205b είναι άβολα κοντά, καθώς ταξιδεύει γύρω από τον κόκκινο νάνο μία φορά κάθε 1,6 ημέρες.

Αυτή είναι μια από τις πρώτες φορές που ένας μεγάλος εξωπλανήτης έχει βρεθεί σε τροχιά γύρω από έναν μικρό κόκκινο νάνο και οι αστρονόμοι δεν έχουν ακόμη καταλάβει πώς προέκυψε ένα τόσο παράξενο ζεύγος. Αντιμετωπίζει την τρέχουσα κατανόησή μας για τον σχηματισμό των πλανητών.

“Το άστρο υποδοχής, TOI-5205, είναι τέσσερις φορές το μέγεθος του Δία.” λέει ο αστρονόμος Shubham Kanodia του Ινστιτούτου Carnegie για την Επιστήμη, «Και όμως κατά κάποιο τρόπο πέτυχε να δημιουργήσει έναν πλανήτη στο μέγεθος του Δία, κάτι που είναι αρκετά εκπληκτικό».

Οι κόκκινοι νάνοι αστέρια είναι τα μικρότερα αστέρια της κύριας ακολουθίας που γνωρίζουμε. Κάθε μικρότερο και αρχίζουμε να παρασυρόμαστε σε περιοχή καφέ νάνων που δεν είναι αρκετά αστρική. Έχουν χαμηλή μάζα, φωτεινότητα και θερμότητα και καίγονται μέσω των αποθηκών υδρογόνου τους τόσο αργά που το προσδόκιμο ζωής τους μπορεί να είναι Τρισεκατομμύρια χρόνιαπολύ μεγαλύτερη από την ηλικία του σημερινού σύμπαντος των 13,8 δισεκατομμυρίων ετών.

Οι κόκκινοι νάνοι δεν φαίνονται με γυμνό μάτι γιατί είναι τόσο μικροί και λιποθυμικοί. Ωστόσο, είναι το πολυπληθέστερο αστέρι στον Γαλαξία. Ωστόσο, ποιος 5250 εξωπλανήτες Επιβεβαιώνεται τη στιγμή που γράφεται το άρθρο, ότι μόνο 240 περιφέρονται γύρω από κόκκινους νάνους αστέρες. Μόνο περίπου μια ντουζίνα από αυτά έχουν μέγεθος Δία ή μεγαλύτερο.

Αυτό που καταλαβαίνουμε για τον σχηματισμό των πλανητών δείχνει ότι τέτοιου είδους ζεύγη άστρων και εξωπλανητών είναι απίθανο. Τα αστέρια αποτελούνται από συστάδες σε πυκνά σύννεφα αερίου και σκόνης. Καθώς μεγαλώνουν, η ύλη γύρω τους συγχωνεύεται σε έναν δίσκο που τρέφει το νεαρό αστέρι, όπως το νερό που στροβιλίζεται κάτω από μια υδρορροή. Μόλις ένα αστέρι γίνει αρκετά μεγάλο, Από αυτό πηγάζουν δυνατοί άνεμοι που διώχνει την πλησιέστερη ύλη, σταματώντας την ανάπτυξη του αστεριού.

Ό,τι παραμένει σε αυτόν τον δίσκο αποτελείται από αντικείμενα που περιφέρονται γύρω από το αστέρι, τα οποία συγκεντρώνονται για να αναπτυχθούν σταδιακά σε πλανήτες. Για να φτιάξουμε έναν γίγαντα αερίου, η τρέχουσα μοντελοποίησή μας προτείνει ότι χρειάζονται περίπου 10 γήινες μάζες υλικού βραχώδους δίσκου για να δημιουργηθεί ένας πλανητικός πυρήνας, ο οποίος στη συνέχεια συλλέγει αέριο για να δημιουργήσει μια γιγάντια εκτεταμένη ατμόσφαιρα. Αυτή η διαδικασία πρέπει επίσης να συμβεί σχετικά γρήγορα, προτού το νεαρό αστέρι εκτοξεύσει το υπόλοιπο του δίσκου.

Τα μοντέλα μας προτείνουν επίσης ότι ένας μικρός κόκκινος νάνος αστέρας δεν πρέπει να έχει αρκετό υλικό στο δίσκο του για να συμβεί αυτή η διαδικασία στο απαιτούμενο χρονικό πλαίσιο.

“Η ύπαρξη του TOI-5205b επεκτείνει όσα γνωρίζουμε για τους δίσκους στους οποίους γεννήθηκαν αυτοί οι πλανήτες.” λέει ο Κανοδία.

«Στην αρχή, αν δεν υπήρχε αρκετό βραχώδες υλικό στον δίσκο για να σχηματιστεί ο αρχικός πυρήνας, τότε δεν θα μπορούσε κανείς να σχηματίσει έναν αέριο γίγαντα πλανήτη. Και τέλος, εάν ο δίσκος εξατμιζόταν πριν σχηματιστεί ο τεράστιος πυρήνας, τότε δεν θα μπορούσε σχηματίζουν έναν αέριο γίγαντα πλανήτη. Και με το ωστόσο, το TOI-5205b σχηματίστηκε παρά αυτά τα εμπόδια. Με βάση την τρέχουσα κατανόηση του σχηματισμού πλανητών, ο TOI-5205b δεν θα έπρεπε να υπήρχε· είναι ένας “απαγορευμένος” πλανήτης.”

Ο εξωπλανήτης ανακαλύφθηκε με βάση τις διελεύσεις, όταν δηλαδή ένας κόσμος σε τροχιά περνάει ανάμεσα σε εμάς και το άστρο που τον φιλοξενεί. Αυτό το τμήμα μειώνει το φως του αστεριού. Εάν είναι γνωστή η εγγενής φωτεινότητα ενός αστεριού, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν το μέγεθος ενός εξωπλανήτη. Η βαρυτική αλληλεπίδραση μεταξύ του άστρου και του εξωπλανήτη προκαλεί επίσης το αστέρι να «ταλαντεύεται» ελαφρώς στιγμιαία, και η μέτρηση αυτής της ταλάντωσης επιτρέπει στους αστρονόμους να υπολογίσουν τη μάζα ενός εξωπλανήτη.

Με βάση αυτές τις σημειώσειςΟ Kanodia και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι ο εξωπλανήτης έχει μάζα 1,08 φορές τη μάζα και 1,03 φορές την ακτίνα του Δία. Είναι το 27,2% της ακτίνας του άστρου, δηλαδή το 39,4% και το 39,2% της μάζας και της ακτίνας του Ήλιου, αντίστοιχα.

Αυτό ακούγεται ακραίο, αλλά αυτό που είναι ακόμα πιο συναρπαστικό είναι ότι το TOI-5205b δεν είναι μόνο. Ένα έγγραφο που ανέβηκε πρόσφατα στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv και έγινε αποδεκτό για δημοσίευση με λεπτομέρειες μιας ανακάλυψης TOI-3235bένας εξωπλανήτης 0,665 φορές τη μάζα και 1,07 φορές την ακτίνα του Δία, σε τροχιά γύρω από έναν κόκκινο νάνο 0,394 φορές τη μάζα και 0,37 φορές την ακτίνα του Ήλιου, με περίοδο 2,6 ημερών.

Και το 2021, οι αστρονόμοι ανακοινώνουν μια ανακάλυψη TOI-519bένας γίγαντας αερίων έως και 14 φορές τη μάζα και 1,07 φορές την ακτίνα του Δία, που περιφέρεται γύρω από έναν κόκκινο νάνο 0,37 φορές τη μάζα και την ακτίνα του Ήλιου, με περίοδο 1,27 ημερών.

Έτσι αυτοί οι εξωπλανήτες θα μπορούσαν να υπάρχουν, αν είναι σπάνιοι. Θα εναπόκειται στη μελλοντική δουλειά να καταλάβουμε πώς να το κάνουμε αυτό. Ευτυχώς, οι διελεύσεις αυτών των εξωπλανητών μπορούν να βοηθήσουν.

Το φως από το αστέρι αλλάζει καθώς περνά μέσα από την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη. Με ένα ισχυρό υπέρυθρο τηλεσκόπιο όπως το JWST, αυτές οι αλλαγές μπορούν να εξεταστούν με λεπτομέρεια για να προσδιοριστούν τα συστατικά αυτών των ατμοσφαιρών.

Ίσως θα περιέχουν επίσης κάποιες ενδείξεις που θα οδηγήσουν στη λύση αυτού του συναρπαστικού μυστηρίου.

Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο The Astronomical Journal.