Międzynarodowy zespół astronomów pod kierownictwem Uniwersytetu Genewskiego rozpoczął rewolucyjny program obserwacji i analizy egzoplanet w rejonie tzw. pustyni neptunowej. Pierwsze wyniki misji ATREIDES rzucają nowe światło na chaotyczną historię układów planetarnych oraz złożone mechanizmy ich ewolucji.
ATREIDES – wspólna inicjatywa naukowców z Uniwersytetu Genewskiego, Centrum Badawczego PlanetS, Uniwersytetu Warwick oraz Instituto de Astrofísica de Canarias – ma na celu szczegółowe zmapowanie egzoplanet o masie zbliżonej do Neptuna, ulokowanych w obszarach bliskich gwiazdom. Ich brak w tym rejonie, tzw. pustynia neptunowa, od dawna intrygował astronomów. W przeciwieństwie do licznych planet o masie większej (np. typu Jowisz) oraz znacznie mniejszej (typu superziemia), Neptuny są w tych orbitach niezwykle rzadkie.
Zespół ATREIDES podzielił ten krajobraz na trzy regiony: Pustynię, Sawannę (strefa nieco bardziej oddalona od gwiazdy, z większą liczbą Neptunów) oraz Grzbiet (obszar między Pustynią a Sawanną, charakteryzujący się większym zagęszczeniem Neptunów). Te strefy stanowią wyjątkowy poligon doświadczalny dla badań nad ewolucją układów planetarnych.
Kluczowe narzędzie programu stanowi spektrograf ESPRESSO zamontowany na teleskopie VLT należącym do ESO, a także NGTS z Uniwersytetu Warwick służący do obserwacji tranzytów planet. Dzięki tej kombinacji możliwa jest nie tylko detekcja egzoplanet, lecz także precyzyjne określenie ich parametrów orbitalnych, szczególnie nachylenia orbity względem równika gwiazdy.
Pierwszym zbadanym przez ATREIDES układem jest TOI-421, w którym wykryto dwa obiekty: cieplejszego „Sawannowego” Neptuna TOI-421 c oraz mniejszą planetę TOI-421 b, krążącą bliżej gwiazdy. Okazało się, że płaszczyzny orbit tych planet są wyraźnie rozbieżne i mocno nachylone względem równika gwiazdy, co wskazuje na gwałtowną i chaotyczną ewolucję układu – zupełnie odmienną od uporządkowanej konfiguracji naszego Układu Słonecznego.
Astronomowie przypuszczają, że klucz do zagadki pustynie neptunowej kryje się w mechanizmach migracji planet – od łagodnego dryfowania przez dysk gazowy, które skutkuje wyrównanymi orbitami, po gwałtowne migracje wynikające z oddziaływań z innymi ciałami niebieskimi, skutkujące rozchwianiem układów.
Publikacja wyników obserwacji TOI-421 to dopiero początek długofalowych badań. Zespół ATREIDES zapowiada kolejne, szeroko zakrojone analizy wielu układów, które pozwolą lepiej zrozumieć zarówno pustynię neptunową, jak i ogólne zasady formowania się i ewolucji planet w naszej Galaktyce – a być może także w całym kosmosie.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- The ATREIDES program in search of lost exo-Neptunes
- ATREIDES I. Embarking on a trek across the exo-Neptunian landscape with the TOI-421 system
Źródło: UNIGE
Na ilustracji: Astronomowie na skraju pustyni Neptunowej... kontemplują krajobraz Neptuna: Pustynia (po lewej), Sawanna (po prawej) i Grzbiet (w środku). Źródło: UNIGE
