Przejdź do treści

Egzoplaneta WASP-12b na spirali śmierci

img

Ziemia jest stracona – ale nie przez najbliższe 5 mld lat. Nasza planeta zostanie upieczona, gdy Słońce rozedmie się i stanie się czerwonym olbrzymem. Jednak egzoplanecie WASP-12b, znajdującej się 600 lat świetlnych stąd w konstelacji Wodnika, pozostało już mniej niż 1/1000 tego czasu – zaledwie 3 mln lat.

Zespół astrofizyków wykazał, że WASP-12b krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej, zmierzając w kierunku pewnego zniszczenia. 

WASP-12b. tzw. „gorący Jowisz”, olbrzymia planeta gazowa, taka jak nasz sąsiad Jowisz, która znajduje się blisko swojej gwiazdy, okrążając ją w czasie zaledwie 26 godzin. 

„Od czasu odkrycia pierwszego gorącego Jowisza w 1995 roku, zastanawialiśmy się, jak długo takie planety mogą przetrwać. Byliśmy prawie pewni, że nie mogą istnieć wiecznie. Silne oddziaływania grawitacyjne między planetą i gwiazdą powinny spowodować, że planeta zacznie opadać po spirali do wewnątrz i zostanie zniszczona, ale nikt nie był w stanie przewidzieć, jak długo to potrwa. Mogą to być miliony lat a mogą i miliardy. Teraz, gdy zmierzyliśmy tempo, dla co najmniej jednego układu – miliony lat – mamy nową wskazówkę dotyczącą zachowania się gwiazd jako ciał ciekłych” – powiedział Joshua Winn, profesor nauk astrofizycznych w Princeton i jeden z autorów artykułu.

Problem polega na tym, że gdy WASP-12b okrąża swoją gwiazdę, obydwa ciała oddziałują na siebie grawitacyjnie, wznosząc „fale”, jak fale oceaniczne wznoszone na Ziemi przez Księżyc.

We wnętrzu gwiazdy te fale pływowe powodują, że nieznacznie się ona odkształca i oscyluje. Z powodu tarcia fale te rozbijają się i oscylacje zanikają. Proces ten stopniowo przekształca energię orbitalną planety w ciepło wewnątrz gwiazdy.

„Jeżeli uda nam się znaleźć więcej planet, takich jak WASP-12b, których orbity ulegają zanikowi, będziemy mogli dowiedzieć się więcej o ewolucji i ostatecznym losie układów egzoplanetarnych. Chociaż zjawisko to było przewidywane dla bliskich planet olbrzymów, takich jak WASP-12b w przeszłości, po raz pierwszy uchwyciliśmy ten proces w akcji” – mówi pierwszy autor pracy Samuel Yee.

WASP-12b została odkryta w 2008 roku metodą tranzytu, przy pomocy której to astronomowie obserwują niewielki spadek jasności gwiazdy, za każdym razem, gdy planeta przechodzi przed jej tarczą. Od momentu odkrycia odstęp między kolejnymi spadkami skrócił się o 29 milisekundy rocznie.

To niewielkie skrócenie amplitudy może sugerować, że orbita planety się kurczy, ale istnieją też inne możliwe wyjaśnienia: np. jeżeli orbita WASP-12b ma bardziej owalny niż okrągły kształt, widoczne zmiany okresu orbitalnego mogą być spowodowane zmieniającą się orientacją orbity.

Aby upewnić się, czy orbita faktycznie się skraca, należy obserwować, jak planeta znika za swoją gwiazdą (tzw. zakrycie). Jeżeli orbita po prostu zmienia swój kierunek, rzeczywisty okres orbitalny nie zmienia się, więc jeżeli tranzyt następuje szybciej niż oczekiwano, zakrycie powinno następować wolniej. Ale jeżeli orbita naprawdę się rozpada, czas zarówno tranzytów, jak i zakryć powinien zmieniać się tak samo.

W tym roku astronomowie zgromadzili więcej danych, w tym nowe obserwacje zakryciowe uzyskane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Keplera.

Te nowe dane zdecydowanie popierają scenariusz rozpadu orbity, co pozwala astronomom zdecydowanie stwierdzić, że planeta rzeczywiście opada w kierunku swojej gwiazdy. Potwierdza to także wieloletnie teoretyczne przewidywania i pośrednie dane sugerujące, że gorący Jowisz powinien ostatecznie zostać zniszczony w wyniku tego procesu.

To odkrycie pomoże teoretykom zrozumieć wewnętrzne działanie gwiazd i interpretować inne dane dotyczące interakcji pływowych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Planet WASP-12b is on a death spiral, say scientists

The Orbit of WASP-12b Is Decaying

Źródło: Princeton University

Na zdjęciu: Wizja artystyczna egzoplanety WASP-12b i jej gwiazdy macierzystej. Źródło:  NASA/JPL-Caltech