Astronomer som jobber med TESS-data (Transiting Exoplanet Survey Satellite) har funnet en planet der den ikke burde være: i det rommet som nylig ble fylt av vertsstjernen da det var en rød gigant.
TESS bruker asteroseismologi for å undersøke stjerner. Den måler de ørsmå svingningene i en stjerne som gir ledetråder til dens indre struktur. Disse ledetrådene er skjult for andre typer observasjoner, som lysstyrke og overflatetemperatur. I en ny publisert studie undersøkte forfatterne to rødgigantstjerner: HD 212771 og HD 203949. Dette er de første asteroseismologistudiene av stjerner som er kjent for å være vertskap for planeter.
Tittelen på papiret er "TESS Asteroseismology of the known red-giant host stars HD 212771 and 203949." Hovedforfatter av papiret er Tiago Campante, fra Universitetet i Porto, Portugal. I en pressemelding forklarte Campante hvordan TESSs kraft hjalp forfatterne med å studere disse stjernene: “TESS-observasjoner er presise nok til å kunne måle de milde pulsasjonene på overflatene til stjerner. Disse to ganske utviklede stjernene er også vertskap for planeter, og gir det ideelle testbedet for studier av utviklingen av planetariske systemer. ”
"Denne studien er en perfekt demonstrasjon av hvordan stellar og eksoplanetær astrofysikk er koblet sammen."
Medforfatter Vardan Adibekyan, Universitetet i Porto
Selv om asteroseismologi handler om å forstå stjerner, hjelper det også astronomer til exoplaneter. I forfatterne sier forfatterne: “… asteroseismologi har en betydelig innvirkning på moderne astrofysikk, særlig på området eksoplanetisk vitenskap. Karakterisering av eksoplanett-vertsstjerner via asteroseismologi tillater uovertruffen presisjon i de absolutte egenskapene til planetene deres.
I sin studie målte forskerne størrelsen, massen og alderen til de to stjernene ved hjelp av asteroseismologi. Deretter fokuserte de på HD 203949 for å bestemme dens evolusjonære tilstand. De fant ut at en eksoplanett som kretser rundt stjernen er i en underlig posisjon. HD 203949 hadde etterlatt sin røde kjempefase, men planeten, kalt HD 203949 b, okkuperte en bane som ville blitt oppslukt under stjernens røde kjempefase.
Teamet tror at fremfor å overleve å bli oppslukt av stjernens utvidede konvolutt, ble eksoplaneten trukket nærmere stjernen ved tidevannsinteraksjoner, etter at den røde kjempefasen var ferdig.
Dr Dimitri Veras fra University of Warwick Department of Physics er en av medforfatterne. Dr. Veras sa: "Vi bestemte hvordan denne planeten kunne ha nådd sin nåværende beliggenhet, og for å gjøre det om planeten måtte overleve oppslukningen i den røde kjempestjernens konvolutt eller ikke. Arbeidet kaster nytt lys over planetenes overlevelsesevne når deres overordnede stjerner begynner å dø, og kan til og med avsløre nye aspekter ved tidevannsfysikk. ”
Det virker som en selvmotsigelse. I henhold til vår forståelse av den evolusjonære tilstanden til stjernen, burde den ha oppslukt og ødelagt planeter så nær. Planeten er en gassgigant som er omtrent 8 ganger mer massiv enn Jupiter. Det er en enorm planet, men det betyr ikke noe. Når en stjerne ekspanderer i sin røde kjempefase, ødelegger den raskt alle planeter fanget opp i den utvidelsen. Men ennå er planeten der, noe som betyr at noe annet skjer.
Vardan Adibekyan, også fra Universitetet i Porto, er medforfatter av papiret. Adibekyan sa: “Denne studien er en perfekt demonstrasjon av hvordan stellar og eksoplanetær astrofysikk er koblet sammen. Stellaranalyse ser ut til å antyde at stjernen er for utviklet til å fremdeles være vert for en planet på en så ‘kort’ baneavstand, mens vi fra eksoplanetanalysen vet at planeten er der! ”
I andre solsystemer ser vi gassgiganter veldig nær stjernene deres. De kalles “Hot Jupiters” og det er tenkt at det ikke er noen måte de kunne ha dannet seg der. Solvinden og strålingen fra stjernen ville forhindret at gassen samles sammen på det stedet og dannet en planet. I løpet av et solsystem, migrerer disse gassgigantene gjennom solsystemet, noen ganger i bane rundt nærmere stjernen, andre ganger lenger. Det er det som sannsynligvis skjedde i vårt eget solsystem med Jupiter, og det er sannsynligvis også hva som skjedde med HD 203949 og HD 203949 b.
Men det er mye forskere ikke vet om hvordan den prosessen spiller ut og hva som driver den. Det er litt av et dilemma.
Løsningen på dette vitenskapelige dilemmaet er skjult i det 'enkle faktum' at stjerner og planeter ikke bare danner, men også utvikler seg sammen. I dette spesielle tilfellet klarte planeten å unngå opphopning, sier Adibekyan.
Mer:
- Pressemelding: Avdekket: exoplanets ‘usannsynlige’ overlevelse
- Forskningsoppgave: TESS Asteroseismology of the Known Red-giant Host Stars HD 212771 og HD 203949
