„Keista“ nauja planeta išlaiko atmosferą nepaisant negailestingos netoli esančios žvaigždės spinduliuotės

TIC365102760 b, pramintos Feniksu dėl jos gebėjimo išgyventi intensyvią raudonosios milžinės žvaigždės spinduliuotę iš arti, menininko koncepcija. Kreditas: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University

Retai pasitaikanti egzoplaneta, kurią intensyvi netoli esančios žvaigždės-šeimininkės spinduliuotė turėjo nušluoti iki plikos uolienos, vietoj to užsiaugino purią atmosferą - naujausias iš eilės atradimų, verčiančių mokslininkus permąstyti teorijas apie tai, kaip planetos sensta ir miršta ekstremalioje aplinkoje.

Naujai atrasta planeta, praminta „Feniksu“ / "Phoenix" dėl savo gebėjimo išgyventi raudonosios milžinės žvaigždės spinduliuojamą energiją, iliustruoja didžiulę Saulės sistemų įvairovę ir planetų evoliucijos sudėtingumą, ypač žvaigždžių gyvenimo pabaigoje.

Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „The Astronomical Journal“.

"Ši planeta evoliucionuoja ne taip, kaip manėme, kad evoliucionuos, pasirodo, ji turi daug didesnę ir mažiau tankią atmosferą, nei tikėjomės šioms sistemoms, - sakė tyrimui vadovavęs Johnso Hopkinso universiteto astrofizikas Samas Grunblatas (Sam Grunblatt). „Didelis klausimas, kaip ji išlaikė tokią atmosferą, nors buvo taip arti tokios didelės priimančiosios žvaigždės.“

Naujoji planeta priklauso retų pasaulių, vadinamų „karštaisiais Neptūnais“, kategorijai, nes jie turi daug panašumų su atokiausiais Saulės sistemos užšaldytais milžinais, nors yra daug arčiau savo žvaigždžių šeimininkių ir daug karštesni.

Oficialiai pavadinta TIC365102760 b, naujausia pūkuota planeta yra stebėtinai mažesnė, senesnė ir karštesnė, nei mokslininkai manė. Ji yra 6,2 karto didesnė už Žemę, aplink savo motininę žvaigždę apsisuka kas 4,2 dienos ir yra maždaug šešis kartus arčiau savo žvaigždės nei Merkurijus prie Saulės.

Mokslininkai padarė išvadą, kad dėl Fenikso amžiaus ir deginančios temperatūros bei netikėtai mažo tankio jo atmosferos nykimo procesas turėjo vykti lėčiau, nei mokslininkai manė esant įmanoma. Jie taip pat apskaičiavo, kad planetos tankis yra 60 kartų mažesnis nei tankiausio iki šiol atrasto „karštojo Neptūno“ ir kad ji neišgyvens ilgiau nei 100 mln. metų, kol pradės mirti, spirale atsimušdama į savo žvaigždę milžinę.

„Tai mažiausia kada nors rasta planeta aplink vieną iš šių raudonųjų milžinių ir tikriausiai mažiausios masės planeta, skriejanti aplink [raudonąją] žvaigždę milžinę, kurią kada nors esame matę“, - sakė Grunblatas. "Todėl ji atrodo labai keistai. Nežinome, kodėl ji vis dar turi atmosferą, kai kiti „karštieji Neptūnai“, kurie yra daug mažesni ir daug tankesni, atrodo, praranda atmosferą daug mažiau ekstremalioje aplinkoje."

Džono Hopkinso universiteto mokslininkų aptiktos retos pūkuotos planetos Fenikso koncepcija. Kreditas: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University

Grunblattui ir jo komandai tokias įžvalgas pavyko gauti sukūrus naują metodą, kaip tiksliau sureguliuoti duomenis, gautus iš NASA tranzitinių egzoplanetų tyrimo palydovo. Palydovo teleskopas gali pastebėti mažo tankio planetas, nes jos, praeidamos priešais jas, pritemdo jas priimančių žvaigždžių ryškumą. Tačiau Grunblatto komanda iš vaizdų išfiltravo nepageidaujamą šviesą, o tada juos sujungė su papildomais matavimais, gautais iš W. M. Kecko observatorijos Havajuose, Maunakea ugnikalnyje, kuri stebi mažus žvaigždžių svyravimus, kuriuos sukelia aplink jas skriejančios planetos.

G. Grunblattas sakė, kad šie rezultatai gali padėti mokslininkams geriau suprasti, kaip gali vystytis tokios atmosferos kaip Žemės. Mokslininkai prognozuoja, kad po kelių milijardų metų Saulė išsiplės į raudonąją milžinę žvaigždę, kuri išsipūs ir praris Žemę bei kitas vidines planetas.

„Mes nelabai gerai suprantame vėlyvąją planetinių sistemų evoliucijos stadiją“, - sakė Grunblatas. „Tai mums sako, kad galbūt Žemės atmosfera evoliucionuos ne visai taip, kaip manėme, kad evoliucionuos“.

Pūkuotos planetos dažnai būna sudarytos iš dujų, ledo ar kitų lengvesnių medžiagų, todėl jų bendras tankis yra mažesnis nei bet kurios kitos Saulės sistemos planetos. Jos yra tokios retos, kad mokslininkai mano, jog jas turi tik apie 1 % žvaigždžių.

Tokios egzoplanetos kaip Feniksas nėra taip dažnai aptinkamos, nes dėl mažesnio dydžio jas sunkiau pastebėti nei didesnes ir tankesnes, sakė Grunblatas. Todėl jo komanda ieško daugiau tokių mažesnių pasaulių. Naujuoju metodu jie jau rado keliolika potencialių kandidatų.

„Mums dar reikia nueiti ilgą kelią, kad suprastume, kaip laikui bėgant vystosi planetų atmosferos“, - sakė Grunblattas.

Daugiau informacijos: TESS milžinai Tranzitiniai milžinai. IV. Mažo tankio karštas Neptūnas, skriejantis aplink raudonąją žvaigždę milžinę, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad4149