Odkryto układ czterech planet z osobliwym procesem migracji

Międzynarodowy zespół naukowców odkrył nowy układ składający się z czterech planet krążących wokół gwiazdy TOI-500. Jest to pierwszy znany układ zawierający planetę analogiczną do Ziemi o okresie krótszym niż jeden dzień oraz 3 dodatkowe planety o małej masie, których konfigurację orbitalną można wyjaśnić za pomocą scenariusza spokojnej i płynnej migracji. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.

Wizja artystyczna układu planetarnego złożonego ze skalistych planet o niskiej masie krążących wokół swojej gwiazdy. Źródło: Gabriel Pérez Díaz (IAC).

Planeta wewnętrzna, nazwana TOI-500b, jest planetą o tzw. ultrakrótkim okresie (ultra-short period – USP), ponieważ jej okres orbitalny wynosi zaledwie 13 godzin. Uważa się ją za odpowiednik Ziemi, to znaczy planetę skalistą podobną do Ziemi, o promieniu, masie i gęstości porównywalnej z naszą planetą. Jednak w przeciwieństwie do Ziemi, jej bliskość do gwiazdy sprawia, że jest tak gorąca (około 1350 oC), że jej powierzchnia jest najprawdopodobniej ogromnym obszarem lawy – mówi Luisa Maria Serrano, badaczka z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Turynie i pierwsza autorka pracy. Nowa planeta może być prawdziwym odzwierciedleniem tego, jak Ziemia będzie wyglądać w przyszłości, kiedy Słońce stanie się czerwonym olbrzymem, znacznie większym i jaśniejszym niż obecnie.

TOI-500b została początkowo zidentyfikowana jako kandydatka na planetę przez TESS, teleskop kosmiczny zaprojektowany do poszukiwania za pomocą metody tranzytu planet na orbitach wokół pobliskich jasnych gwiazd. Metoda ta polega na pomiarze minimalnego spadku jasności gwiazdy w momencie, gdy planeta przechodzi przed tarczą gwiazdy względem teleskopu TESS. Obecność planety potwierdzono następnie dzięki rocznej kampanii obserwacyjnej przy pomocy spektrometru HARPS.

Analiza danych TESS i HARPS dostarczyła precyzyjnych pomiarów masy, promienia i parametrów orbitalnych wewnętrznej planety o ultrakrótkim okresie TOI-500b. Pomiary HARPS pozwoliły nam również wykryć 3 dodatkowe planety o małej masie krążące wokół TOI-500 co 6,6, 26,2 i 61,3 dnia. TOI-500 to niezwykły układ planetarny, ważny dla zrozumienia dynamicznego losu planet – mówi Davide Gandolfi, pracownik naukowy Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Turynie i współautor pracy.

Nowość przedstawiona w nowo opublikowanej pracy polega na procesie migracji, który doprowadził układ planetarny do jego obecnej konfiguracji. Powszechnie przyjmuje się, że planety o bardzo krótkim okresie nie powstały na swoich obecnych orbitach, ponieważ najbardziej wewnętrzne regiony pierwotnego dysku protoplanetarnego mają nieodpowiednią gęstość i temperaturę do formowania się planet. Musiały one powstać dalej, a następnie migrować do wewnątrz w pobliże swojej gwiazdy macierzystej – mówi Hans J. Deeg, naukowiec z IAC, który brał udział w badaniach.

Chociaż nie ma zgodności co do procesu migracji, często uważa się, że zachodzi ona w wyniku gwałtownego procesu obejmującego rozpraszanie planeta-planeta, który powodowałby kurczenie się i wzbudzanie orbit planet. W swojej pracy autorzy pokazują, że planety krążące wokół TOI-500 mogły zawsze znajdować się na niemal kołowych orbitach, a następnie migrować do wewnątrz w wyniku procesu migracji, który trwał około 2 miliardów lat. Jest to spokojny wzorzec migracji, w którym planety poruszają się powoli po orbitach coraz bliższych swojej gwiazdy, nie wpadając na siebie i nie opuszczając swoich orbit – wyjaśnia Felipe Murgas, badacz z IAC i współautor pracy.

Ta praca pokazuje, jak ważne jest połączenie odkrycia układów zawierających USP z symulacjami numerycznymi w celu zbadania możliwych procesów migracyjnych, które mogły doprowadzić je do ich obecnej konfiguracji orbitalnej – mówi Enric Pallé, badacz z IAC i współautor artykułu. Pozyskanie danych z długiego okresu czasu pozwala na poznanie wewnętrznej architektury układów podobnych do TOI-500 i zrozumienie, w jaki sposób planety osiedliły się na swoich orbitach – podsumowuje.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono