Nowo odkryta planeta Feniks, która przetrwała w ekstremalnych warunkach w pobliżu czerwonego olbrzyma, umożliwia wgląd w to, jak ewoluują planety.
Rzadka egzoplaneta, która nie powinna mieć atmosfery z powodu intensywnego promieniowania pobliskiej gwiazdy macierzystej, w jakiś sposób ją wytworzyła. Jest to najnowsze z serii odkryć, które zmuszają naukowców do ponownego przemyślenia teorii na temat tego, jak planety starzeją się i umierają w ekstremalnych środowiskach.
Nowo odkryta planeta, nazwana Feniksem ze względu na swoją zdolność do przetrwania energii promieniowania czerwonego olbrzyma, ilustruje ogromną różnorodność układów słonecznych i złożoność ewolucji planet, zwłaszcza pod koniec życia gwiazd. Omawiane wyniki obserwacji zostały opublikowane 5 czerwca 2024 roku w czasopiśmie „The Astronomical Journal”.
Ta planeta nie ewoluuje tak, jak myśleliśmy. Wygląda na to, że ma znacznie grubszą i mniej gęstą atmosferę, niż spodziewalibyśmy się dla tych układów – powiedział Sam Grublatt, astrofizyk z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore, który kierował badaniami. Jak udało się utrzymać tę atmosferę mimo że znajduje się tak blisko dużej gwiazdy macierzystej?.
Nowo odkryta planeta należy do rzadkiej kategorii zwanej „gorącymi neptunami”. Planety te przypominają odległe, zamarznięte olbrzymy naszego Układu Słonecznego, ale znajdują się wyraźnie bliżej swoich gwiazd macierzystych i są znacznie gorętsze. Najnowsza odkryta planeta, oficjalnie nazwana TIC 365102760 b, jest wyjątkowa, ponieważ jest mniejsza, starsza i gorętsza, niż wcześniej sądzili badacze. Ma rozmiar 6,2 razy większy od Ziemi, okrąża swoją macierzystą gwiazdę co 4,2 dnia i znajduje się około sześciu razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury od Słońca.
Naukowcy uważają, że ze względu na wiek Feniksa i wysokie temperatury, w połączeniu z niespodziewanie niską gęstością, proces usuwania atmosfery przebiegał wolniej, niż wcześniej zakładali. Oszacowali również, że planeta ma gęstość 60 razy mniejszą niż najgorętszy „gorący neptun” odkryty do tej pory. Przewidują, że planeta przetrwa nie dłużej niż 100 milionów lat, a potem zacznie umierać, opadając spiralnie w kierunku swojej gwiazdy macierzystej.
To najmniejsza planeta, jaką kiedykolwiek znaleźliśmy wokół jednego z tych czerwonych olbrzymów – i prawdopodobnie planeta o najniższej masie krążąca wokół czerwonego olbrzyma, jaką kiedykolwiek zaobserwowaliśmy – powiedział Grunblatt. Dlatego wygląda naprawdę dziwnie. Nie wiemy, dlaczego wciąż ma atmosferę, podczas gdy inne „gorące neptuny”, które są znacznie mniejsze i znacznie gorętsze, wydają się tracić atmosferę w znacznie mniej ekstremalnych środowiskach.
Grunblatt i jego zespół byli w stanie uzyskać takie wyniki dzięki nowej metodzie dostrajania danych z satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Teleskop satelity może wykryć planety o niskiej gęstości, ponieważ zmniejszają one jasność swoich gwiazd macierzystych, gdy przechodzą przed nimi. Jednak zespół Grunblatta odfiltrował niechciane światło na zdjęciach, a następnie połączył je z dodatkowymi pomiarami z Obserwatorium W.M. Kecka na Hawajach, które śledzi niewielkie wahania gwiazd wywołane przez okrążające je planety.
Odkrycia mogą nam pomóc lepiej zrozumieć, w jaki sposób atmosfery takie jak ziemska mogą ewoluować – powiedział Grunblatt. Badacze przewidują, że za kilka miliardów lat Słońce przekształci się w czerwonego olbrzyma, który spuchnie i pochłonie Ziemię oraz inne planety wewnętrzne.
Nie rozumiemy zbyt dobrze późnego etapu ewolucji układów planetarnych - powiedział Grunblatt. Być może atmosfera Ziemi nie będzie zmieniać się dokładnie tak, jak myśleliśmy.
Omawiane planety często składają się z gazów, lodu lub innych lżejszych materiałów, które sprawiają, że ich ogólna gęstość jest mniejsza niż jakiejkolwiek planety w Układzie Słonecznym. Są tak rzadkie, że naukowcy uważają, iż orbitują tylko wokół jednego procenta gwiazd. Egzoplanety takie jak Feniks są rzadko odkrywane – ich mniejsze rozmiary sprawiają, że trudniej je dostrzec niż większe, gorętsze planety, powiedział Grunblatt. Dlatego też jego zespół poszukuje kolejnych takich mniejszych światów. Dzięki nowej technice znaleźli już tuzin potencjalnych kandydatów.
Przed nami jeszcze długa droga do zrozumienia, w jaki sposób atmosfery planetarne ewoluują w czasie - powiedział Grunblatt.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- 'Weird' Planet Retains Atmosphere Despite Nearby Star's Relentless Radiation
- TESS Giants Transiting Giants. IV. A Low-density Hot Neptune Orbiting a Red Giant Star
Źródło: Johns Hopkins University
Na ilustracji: Wizja artystyczna egzoplanety Feniks i jej gwiazdy macierzystej. Źródło: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University
