Ky planet është shumë i madh për t’u rrotulluar rreth këtij ylli të vogël

Ka shumë planetë të çuditshëm dhe të mrekullueshëm jashtë Sistemit Diellor, por një botë e sapo zbuluar është një çudi e vërtetë hapësinore.

Ekzoplaneti TOI-5205b është një gjigant gazi me të njëjtën madhësi dhe masë si Jupiteri, që rrotullohet rreth xhuxhit të kuq TOI-5205. Por nuk ka asgjë të pazakontë për këtë; planetët rrotullohen rreth yjeve gjatë gjithë kohës.

Ajo që është e pazakontë është madhësia e TOI-5205 në krahasim me ekzoplanetin e madhësisë së Jupiterit. Ylli nuk është fare katër herë më i madh se rrezja e planetit të tij, duke arritur në pak më pak se 40 përqind të rrezes dhe masës së Diellit. Për më tepër, orbita e TOI-5205b është në mënyrë të pakëndshme afër, duke udhëtuar rreth xhuxhit të kuq një herë në 1.6 ditë.

Kjo është një nga herët e para që një ekzoplanet kaq i madh është gjetur në orbitën e një xhuxhi kaq të vogël të kuq dhe astronomët nuk e kanë kuptuar se si lindi një çift i tillë i çuditshëm. Fluturon përballë të kuptuarit tonë aktual të formimit të planetit.

“Ylli pritës, TOI-5205, është pothuajse katër herë më i madh se Jupiteri,” thotë astronomi Shubham Kanodia i Institutit Carnegie për Shkencën, “megjithatë ai ka arritur disi të formojë një planet me madhësinë e Jupiterit, gjë që është mjaft befasuese. “

Yjet xhuxh të kuq janë yjet më të vegjël të sekuencës kryesore që ne njohim; çdo më i vogël dhe ne fillojmë të kthehemi në territorin e xhuxhit kafe jo-fare yjesh. Ata janë me masë, shkëlqim dhe nxehtësi të ulët, që digjen nëpër rezervat e tyre të hidrogjenit aq ngadalë saqë jetëgjatësia e tyre e parashikuar mund të jetë në triliona vjet, shumë më e gjatë se mosha aktuale 13.8 miliardë-vjeçare e Universit.

Për shkak se janë kaq të vegjël dhe të zbehtë, xhuxhët e kuq nuk mund të shihen me sy të lirë; megjithatë ata janë yjet më të shumtë në Rrugën e Qumështit. Megjithatë, nga 5,250 ekzoplanetet e konfirmuara në kohën e shkrimit, vetëm 240 janë në orbitën e yjeve xhuxh të kuq; vetëm rreth një duzinë prej tyre janë të përmasave të Jupiterit ose më të mëdhenj.

Ajo që ne kuptojmë rreth formimit të planetit sugjeron se çifte të tilla yje-ekzoplanete nuk kanë gjasa. Yjet formohen nga grumbuj në re të dendura gazi dhe pluhuri. Ndërsa rriten, materiali rreth tyre bashkohet në një disk që ushqehet me yllin e foshnjës, pak si uji që rrotullohet në një kanal kanalizimesh. Pasi ylli është mjaft masiv, ai lëshon erëra të fuqishme që largojnë materialin më të afërt, duke ndërprerë rritjen e yllit.

Ajo që ka mbetur në këtë disk më pas formon objekte që rrotullohen rreth yllit, duke u grumbulluar së bashku për t’u rritur gradualisht në planetë. Për të bërë një gjigant gazi, modelimi ynë aktual sugjeron që rreth 10 masa tokësore të materialit të diskut shkëmbor nevojiten për të krijuar bërthamën planetare, e cila më pas grumbullon gaz për të krijuar një atmosferë gjigante të zgjeruar. Ky proces gjithashtu duhet të ndodhë relativisht shpejt, përpara se ylli i vogël të shpërthejë mbetjet e diskut.

Modelet tona sugjerojnë gjithashtu që një yll i vogël xhuxh i kuq nuk duhet të ketë material të mjaftueshëm në diskun e tij që ky proces të ndodhë brenda kornizës kohore të kërkuar.

“Ekzistenca e TOI-5205b shtrin atë që ne dimë për disqet në të cilat kanë lindur këta planetë,” thotë Kanodia.

“Në fillim, nëse nuk ka material shkëmbor të mjaftueshëm në disk për të formuar bërthamën fillestare, atëherë nuk mund të formohet një planet gjigant i gazit. Dhe në fund, nëse disku avullon përpara se të formohet bërthama masive, atëherë një nuk mund të formojë një planet gjigant me gaz. E megjithatë TOI-5205b u formua pavarësisht këtyre parmave mbrojtëse. Bazuar në kuptimin tonë nominal aktual të formimit të planetit, TOI-5205b nuk duhet të ekzistojë; është një planet ‘i ndaluar’.”

Eksoplaneti u zbulua në bazë të tranzitit, që është kur një botë rrotulluese kalon midis nesh dhe yllit të saj pritës. Ky pasazh zbeh dritën e yllit; nëse dihet shkëlqimi i brendshëm i yllit, astronomët mund të llogarisin madhësinë e ekzoplanetit. Ndërveprimi gravitacional midis yllit dhe ekzoplanetit gjithashtu bën që ylli të “lëkundet” pak në vend, dhe matja e kësaj lëkundjeje i lejon astronomët të llogarisin masën e ekzoplanetit.

Bazuar në këto vëzhgime, Kanodia dhe ekipi i tij zbuluan se ekzoplaneti është 1,08 herë masa dhe 1,03 herë rrezja e Jupiterit. Është 27.2 përqind e rrezes së yllit, që është përkatësisht 39.4 dhe 39.2 përqind e masës dhe rrezes së Diellit.

Kjo duket ekstreme, por edhe më magjepsëse, TOI-5205b nuk është vetëm. Një punim i ngarkuar së fundi në serverin e paraprintimit arXiv dhe i pranuar për botim, detajon zbulimin e TOI-3235b, një ekzoplanet 0,665 herë më shumë se masa dhe 1,07 herë rrezja e Jupiterit, që rrotullohet rreth një xhuxhi të kuq 0,394 herë më shumë se masa dhe 0,37 herë më shumë se rrezja e Diell, me një periudhë 2.6 ditë.

Dhe në vitin 2021, astronomët njoftuan zbulimin e TOI-519b, një gjigant gazi deri në 14 herë më shumë se masa dhe 1,07 herë rrezja e Jupiterit, që rrotullohet rreth një xhuxhi të kuq 0,37 herë më shumë se masa dhe rrezja e Diellit, me një periudhë prej 1,27 ditësh. .

Pra, këta ekzoplanetë mund të ekzistojnë, nëse rrallë. Do të varet nga puna e ardhshme për të kuptuar se si. Për fat të mirë, kalimi i këtyre ekzoplaneteve mund të ndihmojë.

Drita nga ylli ndryshon ndërsa kalon nëpër atmosferën e ekzoplanetit; me një teleskop të fuqishëm infra të kuqe si JWST, këto ndryshime mund të shqyrtohen në detaje për të përcaktuar se nga përbëhen këto atmosfera.