Metingen van NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hebben astronomen in staat gesteld om hun begrip van de bizarre omgeving van KELT-9 b aanzienlijk te verbeteren, een van de heetste planeten die we kennen.

"De vreemdheidsfactor is hoog bij KELT-9 b, " zei John Ahlers, een astronoom aan de Universities Space Research Association in Columbia, Maryland, en NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Het is een gigantische planeet in een heel dichtbij, bijna polaire baan rond een snel roterende ster, en deze kenmerken bemoeilijken ons vermogen om de ster en zijn effecten op de planeet te begrijpen."

De nieuwe bevindingen verschijnen in een paper onder leiding van Ahlers, gepubliceerd op 5 juni in Het astronomische tijdschrift .

Op ongeveer 670 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cygnus, KELT-9 b werd in 2017 ontdekt omdat de planeet een deel van elke baan voor zijn ster passeerde, een gebeurtenis die transit wordt genoemd. Transits dimmen het licht van de ster regelmatig met een kleine maar detecteerbare hoeveelheid. De transits van KELT-9b werden voor het eerst waargenomen door de KELT transitsurvey, een project dat observaties verzamelde van twee robottelescopen in Arizona en Zuid-Afrika.

Tussen 18 juli en 11 september 2019, als onderdeel van de jarenlange campagne van de missie om de noordelijke hemel te observeren, TESS nam 27 transits van KELT-9 b waar, elke twee minuten metingen uitvoeren. Dankzij deze waarnemingen kon het team de ongewone ster van het systeem en de impact ervan op de planeet modelleren.

KELT-9 b is een gasreuzenwereld die ongeveer 1,8 keer groter is dan Jupiter, met 2,9 keer zijn massa. Getijdekrachten hebben zijn rotatie geblokkeerd, zodat dezelfde kant altijd naar de ster is gericht. De planeet draait in slechts 36 uur rond zijn ster in een baan die hem bijna direct boven beide polen van de ster draagt.

KELT-9 b ontvangt 44, 000 keer meer energie van zijn ster dan de aarde van de zon. Dit maakt de dagtemperatuur van de planeet rond de 7, 800 graden Fahrenheit (4, 300 C), heter dan de oppervlakken van sommige sterren. Deze intense verwarming zorgt er ook voor dat de atmosfeer van de planeet wegstroomt de ruimte in.

Zijn gastheer ster is een eigenaardigheid, te. Het is ongeveer twee keer zo groot als de zon en is gemiddeld ongeveer 56 procent heter. Maar het draait 38 keer sneller dan de zon, het voltooien van een volledige rotatie in slechts 16 uur. Zijn snelle draaiing vervormt de vorm van de ster, het afvlakken bij de polen en het verbreden van het middengedeelte. Dit zorgt ervoor dat de polen van de ster opwarmen en helderder worden, terwijl het equatoriale gebied afkoelt en dimt - een fenomeen dat zwaartekrachtverduistering wordt genoemd. Het resultaat is een temperatuurverschil over het oppervlak van de ster van bijna 1, 500 F (800 C).

Met elke baan, KELT-9 b ervaart tweemaal het volledige bereik van stellaire temperaturen, produceren wat neerkomt op een eigenaardige seizoensvolgorde. De planeet ervaart "zomer" wanneer hij over elke hete pool zwaait en "winter" wanneer hij over het koelere midden van de ster gaat. Dus KELT-9 b ervaart twee zomers en twee winters per jaar, met elk seizoen ongeveer negen uur.

"Het is echt intrigerend om na te denken over hoe de temperatuurgradiënt van de ster de planeet beïnvloedt, " zei Goddard's Knicole Colón, een co-auteur van het artikel. "De verschillende energieniveaus die van zijn ster worden ontvangen, produceren waarschijnlijk een extreem dynamische atmosfeer."

De polaire baan van KELT-9b rond zijn afgeplatte ster produceert duidelijk scheve transits. De planeet begint zijn transit nabij de heldere polen van de ster en blokkeert dan steeds minder licht terwijl het over de zwakkere evenaar van de ster reist. Deze asymmetrie geeft aanwijzingen voor de veranderingen in temperatuur en helderheid over het oppervlak van de ster. en ze lieten het team toe om de niet-ronde vorm van de ster te reconstrueren, hoe het in de ruimte is georiënteerd, het bereik van oppervlaktetemperaturen, en andere factoren die de planeet beïnvloeden.

"Van de planetenstelsels die we hebben bestudeerd via zwaartekrachtverduistering, de effecten op KELT-9 b zijn verreweg het meest spectaculair, " zei Jason Barnes, een professor in de natuurkunde aan de Universiteit van Idaho en een co-auteur van het artikel. "Dit werk gaat een lange weg naar het verenigen van zwaartekrachtverduistering met andere technieken die planetaire uitlijning meten, die we uiteindelijk hopen te onthullen geheimen over de vorming en evolutionaire geschiedenis van planeten rond zware sterren."