Wetenschap
Een exoplaneet ter grootte van Saturnus verliest niet snel genoeg massa
We hebben meer dan 5.000 planeten rond andere sterrenstelsels ontdekt. Onder de ware kosmische menagerie van exoplaneten lijkt het erop dat er een reëel tekort is aan planeten ter grootte van Neptunus dicht bij hun ster.
Er is zojuist een nieuw artikel op de arXiv geplaatst preprint-server bespreekt een planeet ter grootte van Saturnus, dicht bij zijn gastheerster, die massaverlies zou moeten ervaren, maar dat niet het geval is. Het bestuderen van deze wereld biedt nieuw inzicht in de vorming van exoplaneten in het hele universum.
Exoplaneten zijn echt fascinerend. Sinds hun ontdekking is er een race gaande om ze te ontdekken en te catalogiseren. Het geeft ons een geweldige kans om een veel statistisch significantere reeks gegevens te verkennen om de vorming van planetaire systemen te begrijpen, in plaats van alleen maar ons eigen systeem te bestuderen.
De afwezigheid van exoplaneten met de massa van Neptunus dichter bij de gaststerren in exoplanetaire systemen is een beetje een mysterie geweest. Hun gebrek wordt toegeschreven aan een van twee dingen:fotoverdamping, waarbij massa verloren gaat door ionisatie van gas door straling, die zich vervolgens verspreidt weg van de ioniserende bron; of migratie met hoge excentriciteit, waarbij de planeten door het planetenstelsel migreren, zoals we hebben gezien bij enkele van de reuzenplaneten in ons zonnestelsel.
Om onderscheid te maken tussen deze twee mogelijkheden heeft een team van astronomen onder leiding van Morgan Saidel van het California Institute of Technology de oorsprong onderzocht van TOI-1259 A b, een exoplaneet met de massa van Saturnus. Hij bevindt zich in een baan van 3,48 dagen rond een K-type ster op een afstand, waardoor deze op de rand van de zogenaamde Neptunus-woestijn staat. Een gebied rond een ster waar geen planeten ter grootte van Neptunus voorkomen.
In het geval van TOI-1259 A b wordt aangenomen dat de lage dichtheid ervan betekent dat het bijzonder kwetsbaar is voor fotoverdamping. Er werden transitmethoden gebruikt, waarbij met de Hale-telescoop van het Palomar Observatorium in de heliumlijn van 1083 nm werd geobserveerd om de bovenste niveaus van de atmosfeer te onderzoeken.
De nabij-infraroodspectrograaf op Keck II toonde aan dat er inderdaad atmosfeer ontsnapte, maar in een lager tempo dan verwacht. De snelheid van gasverlies door fotoverdamping (10 10.325 g s -1 ) is te laag om de massa van de planeet aanzienlijk te hebben veranderd, zelfs als deze zich op de huidige locatie had gevormd.
In plaats daarvan gelooft het team dat de aanwezigheid van een witte dwerggenoot (TOI-1259 B) er mogelijk voor heeft gezorgd dat de planeet na de vorming naar binnen is gemigreerd. Uit analyse van de baanparameters van de planeet en het dubbelstersysteem blijkt dat migratie met hoge excentriciteit een veel waarschijnlijker verklaring is.
Dit soort planetaire migraties kunnen sporen achterlaten door de aanwas van elementen in de planetaire atmosfeer. Hoeveelheden H2 O, CO, CO2 , SO2 en CH4 moet zich op detecteerbare niveaus in de atmosfeer van TOI-1259 A bevinden. b. Als ze worden waargenomen door middel van transmissiespectroscopische studies, zal blijken waar in de protoplanetaire schijf de planeet is ontstaan. Verder onderzoek zal nodig zijn om deze vraag uiteindelijk te beantwoorden.