Stel je voor dat een planeet als Jupiter elke anderhalve dag om zijn ster draait, oververhit tot temperaturen heter dan de meeste sterren en met een reus, gloeiende gasstaart als een komeet.

Dat is wat een internationaal onderzoeksteam onder leiding van astronomen van de Ohio State en Vanderbilt-universiteiten denkt te hebben gevonden in een baan om een ​​massieve ster die ze KELT-9 hebben genoemd, bevindt zich op 650 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Cygnus.

De ontdekking wordt deze week beschreven in een artikel getiteld "Een gigantische planeet die extreem ultraviolet wordt bestraald door zijn hete massieve stergastheer", gepubliceerd door het tijdschrift Natuur en in een presentatie op de voorjaarsbijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas.

Met een dagtemperatuur van 4, 600 Kelvin (meer dan 7, 800 graden Fahrenheit), de nieuw ontdekte exoplaneet, aangeduid als KELT-9b, is heter dan de meeste sterren en slechts 1, 200 Kelvin (ongeveer 2, 000 graden Fahrenheit) koeler dan onze eigen zon. In feite, de ultraviolette straling van de ster waar hij omheen draait is zo brutaal dat de planeet letterlijk kan verdampen onder de intense schittering, het produceren van een gloeiende gasstaart.

De oververhitte planeet heeft ook andere ongewone kenmerken. Bijvoorbeeld, het is een gasreus die 2,8 keer massiever is dan Jupiter, maar slechts half zo dicht, omdat de extreme straling van zijn moederster ervoor heeft gezorgd dat zijn atmosfeer is opgeblazen als een ballon.

Omdat het getijde vergrendeld is aan zijn ster - zoals de maan aan de aarde - wordt de dagzijde van de planeet voortdurend gebombardeerd door stellaire straling en, als resultaat, het is zo heet dat moleculen zoals water, kooldioxide en methaan kunnen zich daar niet vormen.

"Het is een planeet volgens een van de typische definities op basis van massa, maar zijn atmosfeer is vrijwel zeker anders dan elke andere planeet die we ooit hebben gezien, alleen vanwege de temperatuur aan de dagzijde, " zei Scott Gaudí, hoogleraar astronomie aan de Ohio State University en een van de hoofdauteurs van de studie.

De reden dat de exoplaneet zo heet is, is omdat de ster waar hij om draait meer dan twee keer zo groot en bijna twee keer zo heet is als onze zon. "KELT-9 straalt zoveel ultraviolette straling uit dat het de planeet volledig kan verdampen. Of, als gasreuzen zoals KELT-9b vaste rotsachtige kernen hebben, zoals sommige theorieën suggereren, de planeet kan worden teruggebracht tot een kale rots, zoals Mercurius, " zei Keivan Stassun, Stevenson hoogleraar natuurkunde en sterrenkunde aan Vanderbilt, die de studie met Gaudi leidde.

Anderzijds, de baan van de planeet is extreem dicht bij de ster, dus als de ster begint uit te zetten, zal deze hem verzwelgen. "KELT-9 zal over ongeveer een miljard jaar opzwellen tot een rode reuzenster, " zei Stassun. "De vooruitzichten op lange termijn voor het leven, of onroerend goed wat dat betreft, op KELT-9b zien er niet goed uit."

Terwijl Stassun en Gaudi veel tijd besteden aan het ontwikkelen van missies, zoals de Transiting Exoplanet Survey Satellite van de NASA, ontworpen om bewoonbare planeten in andere zonnestelsels te vinden, de wetenschappers zeiden dat er een goede reden is om werelden te bestuderen die tot het uiterste onleefbaar zijn.

"De astronomische gemeenschap is duidelijk gericht op het vinden van aardachtige planeten rond kleine, koelere sterren zoals onze zon. Het zijn gemakkelijke doelen en er valt veel te leren over potentieel bewoonbare planeten die in het algemeen om zeer lichte sterren draaien. Anderzijds, omdat de gastheerster van KELT-9b groter en heter is dan de zon, het vormt een aanvulling op die inspanningen en biedt een soort toetssteen om te begrijpen hoe planetaire systemen zich vormen rond hete, massieve sterren, ' zei Gaudí.

Stassun heeft toegevoegd, "Terwijl we proberen een compleet beeld te krijgen van de verscheidenheid aan andere werelden die er zijn, het is belangrijk om niet alleen te weten hoe planeten ontstaan ​​en evolueren, maar ook wanneer en onder welke voorwaarden ze worden vernietigd."

Hoe is de nieuwe planeet gevonden?

"We hadden behoorlijk geluk om de planeet te vangen terwijl zijn baan door het gezicht van de ster gaat, " zei co-auteur Karen Collins, een postdoctoraal onderzoeker bij Vanderbilt. "Vanwege de extreem korte periode, bijna-polaire baan en het feit dat zijn moederster afgeplat is, in plaats van bolvormig, we berekenen dat orbitale precessie de planeet over ongeveer 150 jaar uit het zicht zal doen verdwijnen, en het zal niet opnieuw verschijnen voor ongeveer drie en een half millennia."

In 2014 zagen astronomen de exoplaneet met behulp van een van de twee telescopen die speciaal zijn ontworpen om planeten te detecteren die rond heldere sterren draaien - een op het noordelijk en een op het zuidelijk halfrond - die gezamenlijk worden beheerd door de staat Ohio, Vanderbilt en Lehigh universiteiten. De instrumenten, "Kilograad extreem kleine telescopen" of KELT's, een groot gat opvullen in de beschikbare technologieën voor het vinden van extrasolaire planeten. Ze gebruiken meestal kant-en-klare technologie om een ​​goedkope manier te bieden om op de planeet te jagen. Terwijl een traditionele astronomische telescoop miljoenen dollars kost om te bouwen, de hardware voor een KELT-telescoop kost minder dan $ 75, 000. Waar andere telescopen zijn ontworpen om met zeer hoge resolutie naar zeer zwakke sterren in kleine delen van de hemel te kijken, KELT's kijken naar miljoenen zeer heldere sterren tegelijk, over brede delen van de hemel, bij relatief lage resolutie.

"Dit resultaat toont aan dat zelfs 'extreem kleine' telescopen een belangrijke rol kunnen spelen bij ontdekking, " merkte James Neff op, programmadirecteur astronomische wetenschappen bij de National Science Foundation, die het onderzoek gedeeltelijk financierde.

Met behulp van de KELT-North-telescoop van het Winer Observatory in Arizona, de astronomen merkten een kleine daling in de helderheid van de ster op - slechts ongeveer de helft van een procent - wat erop wees dat er misschien een planeet voor was geschoven. De helderheid daalde eens in de 1,5 dag, wat betekent dat de planeet elke 1,5 dag een "jaarlijks" circuit rond zijn ster voltooit. Daaropvolgende waarnemingen bevestigden dat het signaal werd veroorzaakt door een passerende planeet en onthulden dat het was wat astronomen een "hete Jupiter" noemen - een ideaal soort planeet voor de KELT-telescopen om te zien.

De astronomen hopen KELT-9b van dichterbij te bekijken met andere telescopen, waaronder Spitzer, de Hubble Space Telescope (HST) en uiteindelijk de James Webb Space Telescope nadat deze in 2018 is gelanceerd. Waarnemingen met HST zouden hen in staat stellen te zien of de planeet echt een kometenstaart heeft en kunnen inschatten hoe lang de planeet nog zal overleven. huidige helse toestand.