Dzięki danym z satelity TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), międzynarodowy zespół astronomów zidentyfikował cztery egzoplanety, światy poza naszym Układem Słonecznym, krążące wokół pary powiązanych ze sobą młodych gwiazd TOI 2076 i TOI 1807.
Te światy mogą dać naukowcom spojrzenie w mało zrozumiały etap ewolucji planetarnej.
Planety w obu układach są w fazie przejściowej swego cyklu życia – powiedziała Christina Hedges, astronom z Bay Area Environmental Research Institute w Moffett Field i NASA's Ames Research Center w Dolinie Krzemowej, obydwa w Kalifornii. Nie są noworodkami, ale nie są też ukształtowane. Dowiedzenie się więcej o planetach w tym nastoletnim stadium ostatecznie pomoże nam zrozumieć starsze planety w innych układach.
Artykuł opisujący te odkrycia przez Hedges został opublikowany w The Astronomical Journal.
TOI 2076 i TOI 1807 znajdują się w odległości ponad 130 lat świetlnych, a odległość między nimi wynosi około 30 lat świetlnych, znajdują się w północnych gwiazdozbiorach Wolarza i Psów Gończych. Obie są gwiazdami typu K, karłami bardziej pomarańczowymi niż nasze Słońce, i mają około 200 mln lat, czyli mniej niż 5% wieku Słońca. W 2017 roku, wykorzystując dane sondy kosmicznej Gaia, naukowcy wykazali, że gwiazdy podróżują przez przestrzeń w tym samym kierunku.
Astronomowie uważają, że gwiazdy są zbyt odległe od siebie, by się wzajemnie okrążać, ale ich wspólny ruch sugeruje, że są ze sobą powiązane i narodziły się z tego samego obłoku gazu.
Zarówno TOI 2076 jak i TOI 1807 doświadczają rozbłysków gwiazdowych, które są znacznie bardziej energetyczne i występują znacznie częściej niż te produkowane przez nasze Słońce.
Gwiazdy produkują być może 10 razy więcej promieniowania UV niż będą produkować, gdy osiągną wiek Słońca. Ponieważ Słońce mogło być w pewnym momencie równie aktywne, te dwa układy mogą nam dać możliwość spojrzenia na wczesne warunki panujące w Układzie Słonecznym – powiedział współautor George Zhou, astrofizyk z University of Southern Queensland w Australii.
TESS monitoruje duże połacie nieba prawie miesiąc za jednym razem. Tak duży czas obserwacji pozwala satelicie na znalezienie egzoplanet poprzez pomiar małych spadków jasności gwiazd, spowodowanych przejściem planety przed gwiazdą.
Alex Hughes początkowo zwrócił uwagę astronomów na TOI 2076 po tym, jak zauważył tranzyt w danych TESS podczas pracy nad projektem licencjackim. Zespół Hedges ostatecznie odkrył trzy mini-Neptuny, światy o średnicy pomiędzy średnicą Ziemi i Neptuna, krążące wokół gwiazdy. Najbardziej wewnętrzna planeta, TOI 2076 b jest około trzy razy większa od Ziemi i okrąża swoją gwiazdę co 10 dni. Zewnętrzne światy TOI 2076 c i d są nieco ponad cztery razy większe od Ziemi, a ich orbity przekraczają 17 dni.
TOI 1807 posiada tylko jedną planetę, TOI 1807 b, która jest około dwa razy większa od Ziemi i okrąża gwiazdę w zaledwie 13 godzin. Egzoplanety z tak krótkimi orbitami są rzadkością. TOI 1807 b jest najmłodszym odkrytym do tej pory przykładem jednej z tak zwanych planet o ultrakrótkim okresie.
Naukowcy pracują obecnie nad zmierzeniem mas planet, ale zakłócenia pochodzące od nadpobudliwych młodych gwiazd mogą sprawić, że będzie to trudne.
Zgodnie z modelami teoretycznymi, planety początkowo mają grube atmosfery, które pozostały po ich uformowaniu się w dyskach gazu i pyłu wokół młodych gwiazd. W niektórych przypadkach planety tracą swoje pierwotne atmosfery na skutek promieniowania gwiazdowego, pozostawiając po sobie skaliste jądra. Niektóre z tych światów rozwijają wtórne atmosfery w wyniku procesów planetarnych, takich jak aktywność wulkaniczna.
Wiek układów TOI 2076 i TOI 1807 sugeruje, że ich planety mogą znajdować się gdzieś w środku ewolucji atmosfer. TOI 2076 b otrzymuje 400 razy więcej promieniowania UV od swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca – a TOI 1807 b otrzymuje około 22 000 razy więcej tego promieniowania.
Jeżeli naukowcom uda się określić masy planet, informacje te pomogą im określić, czy misje takie, jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a i przyszły Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba mogą badać atmosfery planet – jeśli te je posiadają.
Zespół badaczy jest szczególnie zainteresowany TOI 1807 b, ponieważ jest to planeta o bardzo krótkim okresie orbitalnym. Modele sugerują, że światom powinno być trudno uformować się tak blisko swoich gwiazd, ale mogą uformować się dalej, a następnie migrować do środka. Ponieważ TOI 1807 b musiałaby uformować się i migrować w ciągu zaledwie 200 mln lat, pomoże naukowcom lepiej zrozumieć cykle życia tego typu planet. Jeżeli planeta nie ma bardzo gęstej atmosfery, a jej masa to głównie skały, bliskość gwiazdy może oznaczać, że jej powierzchnia jest pokryta oceanami lub jeziorami roztopionej lawy.
Więcej informacji:
- NASA’s TESS Discovers Stellar Siblings Host ‘Teenage’ Exoplanets
- TOI-2076 and TOI-1807: Two Young, Comoving Planetary Systems within 50 pc Identified by TESS that are Ideal Candidates for Further Follow Up
Źródło: NASA
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna „świata lawy” krążącego wokół gwiazdy TOI 1807. Źródło: Chris Smith, NASA.
