Op basis van de waargenomen snelheid van 'getijdenverval' schatten astronomen dat WASP-12b over ongeveer tien miljoen jaar in zijn moederster zal vallen. In een recent onderzoek presenteerden astronomen van het Asiago Search for Transit Timing Variations of Exoplanets (TASTE)-project een analyse die nieuwe spectrale gegevens van het La Silla Observatorium combineert met 12 jaar aan ongepubliceerde transitlichtcurven en archiefgegevens. Hun resultaten komen overeen met eerdere waarnemingen die erop wijzen dat WASP-12b een snelle getijdenverspreiding ondergaat en door zijn ster zal worden opgeslokt.

Hun resultaten werden gepubliceerd in een artikel met de titel "TASTE V. A new ground-based research of orbital decay in the ultra-hot Jupiter WASP-12b", geaccepteerd door het tijdschrift Astronomy &Astrophysics . Het is beschikbaar op de arXiv preprint-server. Het artikel is het vijfde in een serie gepubliceerd door het TASTE-project, een samenwerkingsverband tussen astronomen en astrofysici van het National Institute of Astrophysics (INAF), het "Giuseppe Colombo" University Centre for Space Studies and Activity (CISAS) en meerdere Italiaanse wetenschappers. universiteiten en observatoria.

WASP-12b was een van de vele hete Jupiters die werden ontdekt door de Wide Angle Search for Planets (WASP), een internationaal consortium gefinancierd en beheerd door Warwick University en Keele University. Wat de ontdekkingen van exoplaneten betreft, kwam WASP op de tweede plaats na de Kepler-missie en vertrouwde het ook op de Transit-methode. Dit bestaat uit het monitoren van sterren op periodieke dipjes in helderheid om de aanwezigheid van planeten af ​​te leiden en hun grootte en omlooptijden te beperken. Op basis van hun waarnemingen van zijn F-type (geel-witte dwerg) stelde het WASP-onderzoek vast dat het een gasreus was die 1,465 keer zo zwaar was als Jupiter, met een omlooptijd van 1,1 dag.

Pietro Leonardi, een Ph.D. Een student ruimtewetenschap en -technologie aan de Università di Trento was de hoofdauteur van het artikel. Zoals hij via e-mail aan Universe Today vertelde, betekende de ontdekking van hete Jupiters (HJ) een grote doorbraak in het onderzoek naar exoplaneten:

“De eerste ontdekking van een exoplaneet rond een ster van het zonnetype door Mayor &Queloz (1995) bracht een volledige revolutie teweeg in de manier waarop we dachten dat planeten rond een ster zouden moeten en kunnen worden gevonden. Als menselijke wezens hebben we vaak de neiging om nieuwe concepten voor te stellen die dicht bij degenen die we al begrijpen. Deze cognitieve bias is net zo goed van toepassing op wetenschappers, die tenslotte gewone individuen zijn.

‘Tot 1995 werd algemeen aangenomen dat exoplaneten – planeten die rond sterren buiten ons zonnestelsel draaien – zouden lijken op die in ons eigen zonnestelsel. afstanden van hun gaststerren, terwijl kleinere, rotsachtige planeten zoals Mercurius, Venus, Aarde en Mars de binnenste gebieden zouden bezetten."

De ontdekking van een enorme gasreus die heel dicht bij zijn ster draait, deed deze verwachtingen de kop indrukken en dwong astronomen hun theorieën over de vorming en evolutie van planeten opnieuw te evalueren. Wetenschappers waren bijvoorbeeld al lang van mening dat exoplaneetsystemen waarschijnlijk op het zonnestelsel leken en dat hun planeten zich dichtbij de plaats vormden waar ze omheen draaiden. In dit scenario vormen rotsachtige planeten zich dichter bij hun zon, terwijl gasreuzen zich vormen in de buitenste gebieden voorbij de ‘vorstlijn’ – de grens waarbuiten vluchtige elementen (waterstof, koolstof, stikstof en zuurstof) beginnen te bevriezen. P>

"Het benadrukte het feit dat ons zonnestelsel niet representatief is voor het typische planetenstelsel in het universum; het lijkt eerder een uitbijter te zijn", zegt Leonardi. WASP-12b onderscheidde zich echter van andere HJ's doordat het de enige was die variaties in zijn baan leek te ervaren. Hiervoor werden meerdere scenario's voorgesteld, waaronder de mogelijkheid dat er sprake was van getijdenverval (langzaam in zijn ster vallend). Zoals Leonardi uitlegde:

"WASP-12b is een zeer extreme planeet. Het maakt inderdaad deel uit van de subcategorie die ultra-hete Jupiters wordt genoemd. De planeet bevindt zich heel dicht bij zijn gastster, draait er in slechts 1,09 dagen omheen en heeft een oppervlaktetemperatuur van 2600 K. Vanwege de extreme nabijheid van zijn gastster voelt de planeet een sterke zwaartekracht die een deel van zijn atmosfeer ontdoet van zware metalen, waardoor een schijf rond de ster ontstaat andere verklaringen die werden onderzocht waren het Rømer-effect en de apsidale precessie."

In het eerste scenario werd de timingvariatie toegeschreven aan het feit dat de ster dichter bij de aarde stond in de richting van de gezichtslijn. In het laatste geval was dit te wijten aan een geleidelijke rotatie van de baan van de planeet. Voor hun onderzoek presenteerden Leonardi en zijn collega's een nieuwe analyse op basis van 28 niet eerder gepubliceerde transitlichtcurven verzameld door het Asiago Observatorium tussen 2010 en 2022. Dit werd gecombineerd met alle beschikbare archiefgegevens en bijgewerkte spectra met hoge resolutie verkregen door de High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher-North (HARPS-N)-instrument op de 3,6-meter telescoop van ESO op het La Silla Observatorium.

Dankzij deze waarnemingen kon het team bevestigen dat de baan van de planeet aan het vervallen is en dat de ster deze sneller zal opslokken dan verwacht – over 3 miljoen jaar in plaats van 10 jaar. Deze resultaten hebben het debat over de eigenaardige baan van deze planeet effectief beslecht en bieden mogelijkheden voor vervolgonderzoek. -studies. Leonardi zei:

"Deze studie helpt ons dichter bij het begrip van het zeldzame scenario van orbitaal getijdenverval te komen en geeft ons een perfect laboratorium om de interacties tussen sterren en planeten te bestuderen. Het systeem moet nog in verschillende aspecten worden blootgelegd, we moeten bijvoorbeeld nog steeds inzicht krijgen Hoe deze snelle getijdendissipatie mogelijk is. Volgens onze theorieën zou de getijdendissipatie die we waarnemen niet mogelijk moeten zijn in een ster die zich nog steeds in de hoofdreeks bevindt. Onze precieze stellaire parameters afgeleid uit de HARPS@TNG-spectra bevestigen echter dat de ster er nog steeds is de hoofdreeks."

In de afgelopen dertig jaar heeft het onderzoek naar exoplaneten een enorme en steeds snellere groei doorgemaakt. Nu er meer dan 5.000 bevestigde exoplaneten beschikbaar zijn voor onderzoek, gaat het vakgebied nu over van ontdekking naar karakterisering. Hoe meer we leren over werelden buiten ons zonnestelsel, hoe meer we kunnen concluderen over de aard van de planeten in ons universum en hoe ze zich in de loop van de tijd vormen en evolueren. Op een dag zou dit kunnen leiden tot een nieuw begrip van de aard van het leven zelf en de omstandigheden waaronder dit kan ontstaan.

Meer informatie: P. Leonardi et al, TASTE V. Een nieuw onderzoek op de grond naar orbitaal verval in de ultrahete Jupiter WASP-12b, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2402.12120

Aangeboden door Universe Today