Знаете ли коя е огромната планета, която обикаля около мъничка звезда?
Има много странни и прекрасни планети извън Слънчевата система, но един новооткрит свят е истинска космическа странност. Екзопланетата TOI-5205b е газов гигант със същия размер и маса като Юпитер, обикалящ около червеното джудже TOI-5205. Но в това няма нищо необичайно; планетите обикалят около звездите през цялото време.
Това, което е необичайно, е размерът на TOI-5205 в сравнение с екзопланетата с размерите на Юпитер. Звездата не е четири пъти по-голяма от радиуса на своята планета,, което определено е рядко явление. Освен това орбитата на TOI-5205b е много близка, обикаляйки около червеното джудже веднъж на всеки 1,6 дни. Това е един от първите случаи, в които толкова голяма екзопланета е открита в орбита около толкова малко червено джудже, и астрономите не са разбрали как е възникнала тази странна двойка. Това противоречи на настоящото ни разбиране за формирането на планетите. „Звездата домакин, TOI-5205, е около четири пъти по-голяма от Юпитер“, казва астрономът Шубам Канодиа от Института за наука Карнеги, „но въпреки това по някакъв начин е успяла да формира планета с размерите на Юпитер, което е доста изненадващо.“
Червените звезди джуджета са най-малките звезди от главната последователност, за които знаем; по малко започваме да разбираме и територията на кафявите джуджета, които не са съвсем звезди. Те са с ниска маса, яркост и топлина, като изгарят запасите си от водород толкова бавно, че прогнозираният им живот може да бъде в трилиони години, много по-дълъг от сегашната възраст на Вселената от 13,8 милиарда години.
Тъй като са толкова малки и тъмни, червените джуджета не могат да се видят с просто око; но те са най-многобройните звезди в Млечния път. Въпреки това, от 5250 открити екзопланети досега, само 240 обикалят около звезди червени джуджета; само около дузина от тях са с размерите на Юпитер или по-големи. Това, което разбираме за формирането на планети, предполага, че подобни двойки звезда-екзопланета са малко вероятни. Звездите се образуват от струпване в плътни облаци газ и прах. Докато растат, материалът около тях се слива в диск, който се превръща в малка звезда, малко като вода, която се върти в канала. След като звездата стане достатъчно масивна, тя излъчва мощни „ветрове“, които отвяват най-близкия материал, прекъсвайки растежа на звездата. Това, което остава в този диск, след това образува обекти, които обикалят около звездата, струпвайки се заедно, за да прераснат постепенно в планети. За да се създаде газов гигант, сегашното ни моделиране предполага, че са необходими около 10 земни маси скалист дисков материал, за да се образува планетарното ядро, което след това натрупва газ, за да създаде гигантска разширена атмосфера.
„В началото, ако в диска няма достатъчно скалист материал, за да се образува първоначалното ядро, тогава не може да се образува планета газов гигант. И в края, ако дискът се изпари, преди да се образува масивното ядро, тогава не може да се образува планета газов гигант. И все пак TOI-5205b се формира въпреки тези пречки. Въз основа на сегашното разбиране за формирането на планетите, TOI-5205b не би трябвало да съществува; това е „забранена“ планета.“
Екзопланетата е открита въз основа на транзити, което е, когато орбитиращ свят минава между нас и неговата звезда домакин. Това преминаване затъмнява светлината на звездата; ако е известна присъщата яркост на звездата, астрономите могат да изчислят размера на екзопланетата. Гравитационното взаимодействие между звездата и екзопланетата също кара звездата да се „клати“ леко на място и измерването на това колебание позволява на астрономите да изчислят масата на екзопланетата. Въз основа на тези наблюдения Канодиа и неговият екип установили, че екзопланетата е 1,08 пъти по-голяма от масата и 1,03 пъти по-голяма от радиуса на Юпитер. Това е 27,2 процента от радиуса на звездата, което е съответно 39,4 и 39,2 процента от масата и радиуса на Слънцето. Това изглежда екстремно, но още по-очарователното е, че TOI-5205b не е сам. Статия, наскоро качена на предпечатния сървър arXiv и приета за публикуване, описва откриването на TOI-3235b, екзопланета с 0,665 пъти масата и 1,07 пъти радиуса на Юпитер, обикаляща около червено джудже с 0,394 пъти масата и 0,37 пъти радиуса на Слънцето, с период от 2,6 дни.
А през 2021 г. астрономите обявиха откриването на TOI-519b, газов гигант с до 14 пъти по-голяма маса и 1,07 пъти по-голям от радиуса на Юпитер, обикалящ около червено джудже с 0,37 пъти по-голяма маса и радиус от Слънцето, с период от 1,27 дни. Така че тези екзопланети съществуват, макар и рядко. За щастие транзитите на тези екзопланети могат да помогнат. Светлината от звездата се променя, докато преминава през атмосферата на екзопланетата; с мощен инфрачервен телескоп като JWST, тези промени могат да бъдат изследвани в най-малки подробности, за да се определи от какво са съставени тези атмосфери. Може би те също ще съдържат някои улики, водещи до разрешаването на тази интересна мистерия.
Вижте още:
