Międzynarodowy zespół naukowców odkrył niezwykłą planetę wielkości Jowisza krążącą wokół małomasywnej gwiazdy w konstelacji Kruka.
Nowo odkryty gazowy olbrzym, nazwany TOI-4860 b, jest niezwykłą planetą pozasłoneczną z dwóch powodów: gwiazdy o tak małej masie nie powinny posiadać planet podobnych do Jowisza, które na dodatek wydają się być szczególnie wzbogacone ciężkimi pierwiastkami. Planeta została najpierw zidentyfikowana przy użyciu satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) poprzez obserwację spadku jej jasności podczas tranzytu przed gwiazdą macierzystą. Jednak te dane same w sobie były niewystarczające do potwierdzenia, czy rzeczywiście mamy do czynienia z planetą.
Aby potwierdzić naturę planety, zespół naukowców skorzystał z Południowego Obserwatorium SPECULOOS, które znajduje się na pustyni Atacama w Chile. Przeprowadzono pomiary sygnału planetarnego na różnych długościach fali, co pozwoliło na potwierdzenie, że obiekt jest rzeczywiście planetą.
W trakcie obserwacji astronomowie skupili się na planetarnym tranzycie – momentach, gdy planeta przechodziła przed gwiazdą macierzystą oraz po jej zniknięciu. Zauważyli, że nie doszło do żadnej zmiany w jej blasku, co oznacza, że planeta nie emitowała własnego światła. Na zakończenie zespół nawiązał współpracę z japońską grupą korzystającą z Teleskopu Subaru na Hawajach. Wspólnie przeprowadzono pomiary masy planety, aby w pełni potwierdzić jej istnienie.
Śledzenie tej gwiazdy i potwierdzenie istnienia jej planety było inicjatywą grupy doktorantów w ramach projektu SPECULOOS.
Zgodnie z kanonicznym modelem powstawania planet, im mniejszą masę ma gwiazda, tym mniej masywny jest dysk materii wokół niej. Ponieważ planety powstają z tego dysku protoplanetarnego, powszechnie oczekiwano, że planety o dużej masie, podobne do Jowisza, nie powstaną. Byliśmy jednak tego ciekawi i chcieliśmy sprawdzić kandydatów na planety, aby przekonać się, czy jest to możliwe. TOI-4680 jest naszym pierwszym potwierdzeniem i małomasywną gwiazdą, która posiada planetę o dużej masie – powiedziała George Dransfield, doktorantka na Uniwersytecie w Birmingham.
Jestem dozgonnie wdzięczny bystrym doktorantom z naszego zespołu za zaproponowanie obserwacji układów takich jak TOI-4680. Ich praca naprawdę się opłaciła, ponieważ planety takie jak ta przy TOI-4680 mają kluczowe znaczenie dla pogłębienia naszej wiedzy na temat powstawania planet - dodaje Amaury Triaud, profesor egzoplanetologii na Uniwersytecie w Birmingham, który kierował badaniami. Wskazówka, co mogło się wydarzyć, jest ukryta we właściwościach planet, które wydają się szczególnie wzbogacone w ciężkie pierwiastki. Wykryliśmy coś podobnego również w gwieździe macierzystej, więc jest prawdopodobne, że obfitość ciężkich pierwiastków katalizowała proces formowania się planety.
Nowy gazowy olbrzym zakreśla pełną orbitę wokół swojej gwiazdy macierzystej w ciągu około 1,52 dnia. Jednak ze względu na to, że gospodarzem tej planety jest zimna małomasywna gwiazda, można ją określić jako „ciepłego Jowisza”. Jest to podklasa planet, która budzi szczególne zainteresowanie astronomów, ponieważ pozwala na rozwinięcie wstępnych obserwacji i uzyskanie bardziej szczegółowej wiedzy na temat procesów tworzenia się tego typu planet.
Mathilde Timmermans, inna studentka projektu SPECULOOS, pracująca na Uniwersytecie w Liège w Belgii, podsumowuje: Odkrycie TOI-4680 b stanowi genialną okazję do zbadania właściwości atmosferycznych ciepłego Jowisza i zgłębiania wiedzy na temat tworzenia się gazowych olbrzymów. Dzięki bardzo krótkiemu okresowi orbitalnemu oraz specyficznym cechom gwiazdy macierzystej, mamy unikalną możliwość zgłębiania tajemnic tego typu planet.
Wyniki badań zostały opublikowane 4 sierpnia 2023 roku w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Więcej informacji:
- New exoplanet discovery builds better understanding of planet formation
- An M dwarf accompanied by a close-in giant orbiter with SPECULOOS
Źródło: University of Birmingham
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna gazowego olbrzyma krążącego wokół chłodnej gwiazdy TOI-4680. Źródło: University of Birmingham
