Το Exoplanet που αλιεύεται σε σήματα «στροφής φουρκέτα»
Ονομάστηκε TOI 5205B, ο γίγαντας αερίου μεγέθους του Ποσειδώνα βρίσκεται σε ένα άγρια εκκεντρικό μονοπάτι γύρω από ένα αστέρι που μοιάζει με τον ήλιο, που ταλαντεύεται από απόσταση 60 εκατομμυρίων μιλίων (100 εκατομμύρια χλμ.) Σε 200 εκατομμύρια μίλια (320 εκατομμύρια χλμ.) Κάθε 111 ημέρες.
Αυτή η εξαιρετικά επιμηκυμένη τροχιά και η σχετικά χαμηλή μάζα του πλανήτη περίπου 38 γήινων μαζών βοηθούν τους αστρονόμους να ρίξουν φως στην κακή κατανόηση της εφηβείας στη ζωή των γίγαντες αερίου. Συγκεκριμένα, η περίεργη τροχιά του TOI 5205B υπονοεί ότι ο σχηματισμός του πλανήτη διακόπτεται, ενδεχομένως με μια συνάντηση με έναν άλλο γιγαντιαίο πλανήτη στο σύστημά του, ο οποίος διασκορπίζει τον βραχώδη πυρήνα του πλανήτη και διέκοψε τη συσσώρευση αερίου από το γενέθλιο δίσκο του.
"Αυτός είναι ένας από τους πιο ακραίες γιγαντιαίοι πλανήτες που έχουμε δει μέχρι σήμερα", δήλωσε η αστρονομία Jessica Libby-Roberts του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ώστιν, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters.
"Είναι ένα πολύ δύσκολο αντικείμενο που ταιριάζει στα τρέχοντα μοντέλα μας για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γίγαντες αερίου."
Όπως υπονοεί το όνομά του, η αποστολή δορυφορικής έρευνας του Exoplanet Survey (TESS) ανιχνεύθηκε αρχικά TOI 5205B το 2021. Ενώ η εξέταση των καμπυλών φωτός από αυτό το διάστημα που βασίζεται σε μικρές βυθίσεις σε μια φωτεινότητα ενός αστεριού που προκλήθηκε από την περιστροφή των exoplanets.
"Στην ειδοποίηση TESS που πήραμε, είπε ότι η περίοδος ήταν περίπου 20 ημέρες ή κάτι τέτοιο, και αμέσως που δεν φαινόταν σωστό μόνο από το να κοιτάξουμε τις καμπύλες φωτός", δήλωσε ο Libby-Roberts. "Φαινόταν πολύ πιο συνεπή με μια περίοδο περίπου 111 ημερών, έτσι ώστε να με ενθουσιάσει."
Παρακολούθηση παρατηρήσεων εδάφους που συγκεντρώθηκαν από τους Libby-Roberts και τους συναδέλφους που χρησιμοποιούν φασματογραφήματα υψηλής ανάλυσης, οι οποίες μελετούν την απορρόφηση και την εκπομπή ενός αντικειμένου, επιβεβαίωσαν την πραγματική τροχιακή περίοδο του συστήματος. Αυτές οι μετρήσεις εξέφρασαν επίσης τη μάζα του πλανήτη, η οποία είναι σημαντική για την κατανόηση της πυκνότητας του, μαζί με άλλες ενδείξεις για την εξελικτική πορεία του TOI 5205B.
Οι τρέχουσες θεωρίες υποδεικνύουν ότι οι γιγαντιαίοι πλανήτες αερίου όπως ο Δία ή ο Κρόνος από τη συσσώρευση πάγου, σκόνης και οργανικών μορίων στο κρύο φτάνει σε ένα πρωτοπλαζικό δίσκο - την περιστρεφόμενη πιατέλα υλικού που περιβάλλει ένα νεαρό αστέρι και από τους οποίους γεννιούνται οι πλανήτες.
Μόλις ο συμπαγής πυρήνας χτίσει μέχρι περίπου 10 φορές τη μάζα της γης, γίνεται αρκετά τεράστια για να προσελκύσει ένα φουσκωτό φάκελο αερίου από το περιβάλλον του. Όσο πιο τεράστιο γίνεται ο φάκελος αερίου, τόσο περισσότερο αέριο προσελκύει μέσω της βαρυτικής έλξης. Αυτή η διαδικασία διαφυγής είναι αυτό που επιτρέπει σε ορισμένους πλανήτες να αναπτυχθούν σε γίγαντες.
Καθώς η εκτιμώμενη ηλικία του TOI 5205B είναι περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια, προσφέρει στους επιστήμονες την ευκαιρία να μελετήσουν άμεσα αυτή τη διαδικασία "προσαύξησης αερίου Runaway" και να διερευνούν τις συνθήκες της εφηβείας ενός γιγαντιαίου πλανήτη.
Ωστόσο, η τροχιά του TOI 5205B αποτελεί πρόκληση σε απλά βασικά σενάρια προσαύξησης, τα οποία προβλέπουν ομαλές, σχεδόν κυκλικές τροχιές. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι συναντήσεις μεταξύ γιγαντιαίων πλανητών μπορεί να είναι ένα κοινό φαινόμενο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού εξωπλανήτη, επηρεάζοντας την ανάπτυξή τους και μεταβάλλοντας τις τροχιακές διαδρομές τους. Στην περίπτωση του TOI 5205B, οι προσομοιώσεις υποδεικνύουν ότι ο πλανήτης πιθανότατα ξεκίνησε σε μια αρκετά κυκλική τροχιά, αλλά γνώρισε μια στενή συνάντηση με έναν άλλο γιγαντιαίο πλανήτη στο σύστημα περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Αυτή η βαρυτική αλληλεπίδραση διασκορπίστηκε σημαντικά ο βραχώδης πυρήνας του TOI 5205B και διέκοψε τη συσσώρευση ομαλού αερίου του πλανήτη, με αποτέλεσμα την χαμηλότερη μάζα και την εκκεντρική τροχιά του.
"Έχω σκεφτεί τόσο πολύ αυτό το σύστημα και έχω τόσες περισσότερες ερωτήσεις", δήλωσε ο Libby-Roberts. "Ανυπομονώ πραγματικά για μελλοντικές μελέτες για να κατανοήσω περισσότερα για τη δυναμική και την ιστορία του συστήματος και πώς κατέληξε με αυτή την πολύ εκκεντρική τροχιά".
Οι Libby-Roberts και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν να αναζητήσουν πρόσθετους πλανήτες στο σύστημα και να παρατηρούν το TOI 5205B σε άλλα μήκη κύματος, όπως η υπέρυθρη ακτινοβολία, για να κατανοήσουν καλύτερα την ατμόσφαιρα, τη σύνθεση του πλανήτη και το ποσό του φωτός που αντανακλά.
