Gigantyczna egzoplaneta kręci się w kierunku swojej zagłady

„Śmierć przez zniszczenie przez macierzystą gwiazdę” to los, który czeka większość planet w układach gwiezdnych. Obejmuje to nasze Słońce, Wenus i Merkurego za kilka miliardów lat. Astronomowie widzą teraz ten sam los, który czeka Keplera-1658b. To gorąca egzoplaneta wielkości Jowisza krążąca wokół wyewoluowanego żółto-białego karła typu F, oddalonego o około 2600 lat świetlnych od Ziemi.

Wiele rzeczy sprzysięga się na ognisty los tego świata: bliskość jego gwiazdy, powoli zanikająca orbita i fizyka pływów. Egzoplaneta Kepler-1658b leży 0,054 jednostki astronomicznej od swojej pierwotnej planety — znacznie bliżej niż odległość między Słońcem a Merkurym w naszym Układzie Słonecznym. Kręci się również po orbicie trwającej 3,8 dnia. Ta szybka, bliska orbita rozpada się z kilku powodów. Pierwszy jest prosty: pływy. Zasadniczo oddziaływanie grawitacyjne między Kepler-1658b a jego starzejącą się gwiazdą macierzystą zmienia orbitę planety. To jeszcze bardziej zbliża go do gwiazdy. Drugim czynnikiem jest wiek samej gwiazdy. Jest już wystarczająco stary, by zacząć się rozszerzać i stać się podolbrzymem. To interesujący kawałek astrofizyki. To, w połączeniu z fizyką pływów działającą na orbitę planety.

Wcześniej wykryliśmy dowody na istnienie egzoplanet inspirujących ich gwiazdy, ale nigdy wcześniej nie widzieliśmy takiej planety wokół wyewoluowanej gwiazdy. Teoria przewiduje, że wyewoluowane gwiazdy są bardzo skuteczne w wysysaniu energii z orbit swoich planet, a teraz możemy zweryfikować te teorie obserwacjami.powiedział Shreyas Vissapragada, stypendysta 51 Pegasi b w Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian i główny autor nowego badania opisującego wyniki.

Wykrywanie spadku orbity egzoplanety

Zmiana okresu orbitalnego między Keplerem-1658b a jego gwiezdnym rodzicem wynosi zaledwie 131 milisekund rocznie. Oznacza to, że za około 2,5 miliarda lat Kepler-1658b zostanie połknięty przez swoją gwiazdę i nigdy więcej go nie zobaczymy.

Skąd więc Vissaparagada i współpracownicy wiedzieli, że tak się dzieje? Potwierdzenie orbity tej egzoplanety było długim, żmudnym procesem, który wymagał wielu uważnych obserwacji przez kilka lat. Po pierwsze, astronomowie musieli potwierdzić, że Kepler-1658b jest rzeczywistą egzoplanetą, a nie tylko zaburzeniem danych. Ta gorąca planeta Jowisz była właściwie pierwszą egzoplanetą odkrytą przez misję Keplera. Ale potwierdzenie tego odkrycia za pomocą dalszych obserwacji zajęło prawie dziesięć lat .

Dalsze obserwacje ujawniły coś dziwnego na temat planety – jej dzienna temperatura wynosi około 3450 K, czyli jest cieplejsza i jaśniejsza niż oczekiwali astronomowie. Można to wytłumaczyć interakcjami planety z gwiazdą macierzystą. Przyciąganie pływowe może generować więcej ciepła wewnątrz planety (podobnie jak interakcja między Jowiszem, Io i Europą z wnętrzem Io). Aby to potwierdzić, astronomowie będą musieli przeprowadzić więcej obserwacji planety i jej gwiazdy.

Uczenie się na zbliżającym się upadku Keplera-1658

Następny krok po odkryciu wymagał jeszcze więcej obserwacji, aby zrozumieć „inspirujący proces” wysyłający tę egzoplanetę w jej gwiazdę. Zmiany orbitalne trwające 133 milisekundy rocznie nie są tak naprawdę wykrywalne w zaledwie kilku obserwacjach. Wymagało to całej wioski teleskopów i obserwatoriów, poczynając od Keplera, a następnie prac naziemnych w Obserwatorium Palomar w Teleskopie Hale’a. Następnie Teleskopy do Przeglądu Egzoplanet Tranzytowych (TESS) miały okazję przyjrzeć się systemowi. Wszystkie te przechwycone dane, gdy egzoplaneta przechodziła przez tarczę swojej gwiazdy (jak widać z naszego punktu widzenia). Wynik netto? W ciągu ostatnich 13 lat czas między tranzytami bardzo nieznacznie się skrócił. Podstawowa przyczyna? Rozpraszanie energii dzięki oddziaływaniom pływowym.

Dobra, teraz wiemy, że tarcie pływowe ogrzewa Keplera-1658b, podczas gdy jego orbita rozpada się w spiralę zagłady. Stanie się to w ciągu najbliższych kilku miliardów lat. To długi marsz śmierci. Czego więc astronomowie mogą się z tego nauczyć?

Teraz, gdy mamy dowody na inspirację planety wokół wyewoluowanej gwiazdy, możemy naprawdę zacząć udoskonalać nasze modele fizyki pływów. System Kepler-1658 może w ten sposób służyć jako niebieskie laboratorium przez nadchodzące lata, a przy odrobinie szczęścia wkrótce będzie ich znacznie więcej.powiedział Vissapragada.

Fizykę tej sytuacji można oczywiście zastosować do wielu innych gwiazd i ich planet, w tym naszej własnej. Obserwowanie, jak Kepler-1658b oddziałuje ze swoją gwiazdą w grawitacyjnej walce na śmierć i życie, powinno dać wgląd w to, co stanie się za mniej więcej 5 miliardów lat , kiedy Ziemia i nadęty czerwony olbrzym Słońce będą wchodzić w interakcje.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową