Astronomii au descoperit o „planetă infernală”, condamnată de o atracție fatală

Publicat de Cosmin Meca, 15 decembrie 2022, 10:07

O „planetă infernală”, atât de apropiată de steaua sa gazdă, încât suprafața este probabil un ocean de magmă, a devenit un studiu de caz care ar putea dezvălui cum apar aceste lumi extreme.

„Planeta infernală se numește 55 Cancri e (cunoscută și sub numele de Janssen), iar o nouă analiză a orbitei sale și a orbitelor celorlalte exoplanete care se învârt în jurul stelei arată că Janssen s-a format, cel mai probabil, la o distanță mult mai mare de stea, apropiindu-se încet de aceasta în timp și topindu-se în acest proces.

Am aflat cum a ajuns acest sistem multiplanetar – unul dintre sistemele cu cele mai multe planete pe care le-am găsit – în starea sa actuală”, spune astrofizicianul Lily Zhao de la Institutul Flatiron din New York, SUA.

Toate sistemele planetare au ciudățeniile lor, dar sistemul Copernicus, situat la o distanță de 41 de ani-lumină, are câteva ciudățenii proprii. În afară de Janssen, cinci exoplanete orbitează în jurul stelei: Galileo, Brahe, Harriot și Lipperhey, și toate sunt mai îndepărtate de Copernicus decât fratele lor ciudat.

Cu cea mai apropiată orbită, Janssen se învârte în jurul stelei sale, numită Copernicus (o pitică portocalie puțin mai mică decât Soarele), aproximativ o dată la 18 ore.

Suprafața exoplanetei ar putea fi un ocean de magmă

Are o rază de 1,85 ori mai mare decât cea a Pământului și o masă de aproximativ 8 ori mai mare decât a acestuia. Acest lucru înseamnă că este puțin mai densă decât Pământul și ar fi putut fi un super-Pământ stâncos destul de normal, aflat la o distanță mai mare de steaua sa.

Suntem foarte limitați în ceea ce privește informațiile pe care le putem culege despre exoplanete, chiar și despre cele atât de apropiate precum cele din sistemul Copernicus. Așadar, pentru a culege noi date, Zhao și echipa sa s-au apucat să efectueze măsurători pe orbitele celor cinci exoplanete din jurul stelei.

Știam deja că orbita lui Janssen era diferită de celelalte patru. Acest lucru se datorează faptului că există două modalități principale prin care putem detecta exoplanetele pe baza efectului lor asupra stelei gazdă.

Primul este un tranzit, atunci când exoplaneta trece între noi și stea, atenuându-i ușor lumina. O scădere regulată a luminii stelei înseamnă probabil că o exoplanetă orbitează.

Orbita lui Janssen, diferită de celelalte patru

Al doilea este viteza radială. Aceasta are legătură cu gravitația. Fiecare planetă care orbitează în jurul unei stele exercită o atracție gravitațională. Bineînțeles, gravitația nu este la fel de puternică ca cea a stelei, dar face ca aceasta să se ,,clatine” ușor pe loc.

Acest lucru se observă prin modificări ale lungimii de undă a luminii provenite de la stea: se întinde puțin pe măsură ce steaua se îndepărtează de noi și se comprimă pe măsură ce steaua se apropie de noi.

Toate cele cinci exoplanete ale lui Copernicus au fost detectate cu ajutorul vitezei radiale, dar observațiile ulterioare au confirmat că Janssen și Galileo sunt singurele care au tranzitat.

Acest lucru înseamnă că este posibil ca aceste două planete să nu se afle pe același plan orbital ca Brahe, Harriot și Lipperhey, iar tranzitul lui Galileo este atât de tangențial încât astronomii nu au putut să-i măsoare raza și temperatura, deci nici nu împărtășește planul orbital al lui Janssen.

Sistemul Copernicus este situat la o distanță de 41 de ani-lumină

Cercetătorii au extras mai multe informații despre orbita lui Janssen. Pe măsură ce o stea se rotește, lumina din partea care se rotește spre noi este ușor comprimată, iar lumina din partea care se rotește în sens opus este ușor întinsă.

Cu ajutorul unui nou instrument puternic, EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) de la Observatorul Lowell din Arizona, echipa a putut vedea mișcarea lui Janssen de-a lungul stelei, urmărindu-i traiectoria cu mare precizie.

Acest lucru a arătat că exoplaneta trasează o traiectorie în jurul ecuatorului stelei. Cercetările anterioare au descoperit că partenerul binar al lui Copernicus, o mică pitică roșie, a perturbat probabil sistemul, trăgând exoplanetele într-un plan orbital foarte înclinat față de axa de rotație a stelei, scrie ScienceAlert.

Zhao și colegii săi cred că o interacțiune între exoplanete ar fi putut să o împingă pe Janssen pe o orbită în declin în jurul stelei, căzând din ce în ce mai aproape. Deoarece Copernicus se rotește, se aplatizează ușor, creând o ușoară umflătură în jurul ecuatorului, unde câmpul gravitațional este mai puternic.

O „planetă infernală” prezintă o enigmă interesantă

Exoplaneta, în mod natural, a fost atrasă în această regiune. Este posibil ca Galileo să facă același lucru pe o orbită scurtă de 14,7 zile, deși vor fi necesare analize suplimentare pentru a afla acest lucru.

Lucrarea demonstrează o modalitate de a studia istoria exoplanetelor aflate pe orbite foarte apropiate de stelele lor.

De un interes deosebit sunt exoplanetele numite „Jupiteri fierbinți”, adică giganți gazoși cu orbite mai mici de o zi. Aceste lumi prezintă o enigmă interesantă, deoarece sunt prea aproape de stelele lor pentru a permite formarea unei atmosfere groase.

Migrarea spre interior este una dintre modalitățile prin care aceste exoplanete fierbinți ar putea ajunge atât de aproape de o stea. Această lucrare sugerează că acest model ar putea fi corect.

Cercetarea a fost publicată în Nature Astronomy.

sursa: descopera.ro