Astronomer, der arbejder med TESS-data (Transiting Exoplanet Survey Satellite) har fundet en planet, hvor den ikke burde være: i det rum, der for nylig blev udfyldt af sin værtstjerne, da det var en rød gigant.
TESS bruger asteroseismologi til at undersøge stjerner. Den måler de små svingninger i en stjerne, der giver ledetråde til dens indre struktur. Disse spor er skjult for andre typer observationer, som lysstyrke og overfladetemperatur. I en ny offentliggjort undersøgelse undersøgte forfatterne to rødgigantstjerner: HD 212771 og HD 203949. Dette er de første asteroseismologistudier af stjerner, der vides at være vært for planeter.
Papirets titel er "TESS Asteroseismology of the known red-giant host stars HD 212771 and 203949." Den største forfatter af papiret er Tiago Campante fra Universitetet i Porto, Portugal. I en pressemeddelelse forklarede Campante, hvordan TESSs magt hjalp forfatterne med at studere disse stjerner: ”TESS-observationer er præcise nok til at muliggøre måling af de blide pulseringer ved stjernernes overflader. Disse to forholdsvis udviklede stjerner er også vært for planeter, der giver det ideelle testbed til undersøgelser af udviklingen af planetariske systemer. ”
"Denne undersøgelse er en perfekt demonstration af, hvordan stellar og exoplanetær astrofysik er forbundet sammen."
Medforfatter Vardan Adibekyan, Universitetet i Porto
Selvom asteroseismologi handler om at forstå stjerner, hjælper det også astronomer med exoplaneter. I deres artikel siger forfatterne, ”… asteroseismologi har en dybtgående indflydelse på moderne astrofysik, især på området exoplanetary science. Karakterisering af eksoplanet-værtstjerner via asteroseismologi muliggør uovertruffen præcision i deres absolutte egenskaber på deres planeter.
I deres undersøgelse målte forskerne størrelsen, massen og alderen på de to stjerner ved hjælp af asteroseismologi. Derefter fokuserede de på HD 203949 for at bestemme dens evolutionære tilstand. De fandt, at en eksoplanet, der kredser om stjernen, er i en underlig position. HD 203949 havde efterladt sin røde gigantfase, men planeten, kaldet HD 203949 b, befandt sig på en bane, der ville være opsynet under stjernens røde gigantfase.
Holdet mener, at eksoplaneten blev trukket tættere på stjernen ved tidevandsinteraktioner, efter at den røde gigantfase var færdig, snarere end at overleve ved at blive opsolvet af stjernens udvidede konvolut.
Dr. Dimitri Veras fra University of Warwicks Institut for Fysik er en af medforfatterne. Dr. Veras sagde, ”Vi bestemte, hvordan denne planet kunne have nået sin nuværende placering, og for at gøre det, uanset om planeten måtte overleve krumning inden i den røde kæmpestjernes konvolut. Arbejdet kaster nyt lys over planeternes overlevelsesevne, når deres overordnede stjerner begynder at dø, og muligvis endda afslører nye aspekter af tidevandsfysik. ”
Det virker som en modsigelse. I henhold til vores forståelse af stjernens evolutionære tilstand burde den have indhyllet og ødelagt planeter så tæt på det. Planeten er en gasgigant, der er omkring 8 gange mere massiv end Jupiter. Det er en enorm planet, men det betyder ikke noget. Når en stjerne udvides i sin røde gigantfase, ødelægger den hurtigt alle planeter, der er fanget i denne ekspansion. Men alligevel er planeten der, hvilket betyder, at der foregår noget andet.
Vardan Adibekyan, også fra Universitetet i Porto, er medforfatter til papiret. Adibekyan sagde: ”Denne undersøgelse er en perfekt demonstration af, hvordan stellar og exoplanetær astrofysik er forbundet sammen. Stellar-analyse ser ud til at antyde, at stjernen er for udviklet til stadig at være vært for en planet i en så 'kort' orbitalafstand, mens vi fra exoplanetanalysen ved, at planeten er der! ”
I andre solsystemer ser vi gasgiganter meget tæt på deres stjerner. De kaldes "Hot Jupiters", og det menes, at der ikke er nogen måde, de kunne have dannet sig der. Solvinden og strålingen fra stjernen ville have forhindret, at gassen samles sammen på det sted og dannede en planet. I løbet af et solsystem flytter disse gasgiganter gennem solsystemet, som nogle gange kredser nærmere deres stjerne, nogle gange længere. Det er hvad der sandsynligvis skete i vores eget solsystem med Jupiter, og det er også sandsynligt, hvad der skete med HD 203949 og HD 203949 b.
Men der er meget, som videnskabsmænd ikke ved, hvordan denne proces spiller ud, og hvad der driver den. Det er lidt af et dilemma.
”Løsningen på dette videnskabelige dilemma er skjult i den 'enkle kendsgerning', at stjerner og deres planeter ikke kun dannes, men også udvikler sig sammen. I dette særlige tilfælde formåede planeten at undgå opsvulmning, ”sagde Adibekyan.
Mere:
- Pressemeddelelse: afsløret: exoplanets 'usandsynlige' overlevelse
- Forskningsartikel: TESS Asteroseismology of the Known Red-giant Host Stars HD 212771 og HD 203949
