Kako je ovo nastalo? Džinovska planeta kruži oko male zvezde

Osmatranja izuzetno neobične — ponekad zvane „zabranjena“ — egzoplanete TOI-5205 b sugerišu da atmosfera ove džinovske planete ima manje težih elemenata nego njena zvezda. Nalazi imaju implikacije po naše razumevanje procesa formiranja džinovskih planeta koji se dešava rano u životu zvezde.

Međunarodni rad su predvodili astronomi iz Centra Godard za svemirske letove i Naučnog instituta Karnegi.

Preporučujemo

TOI 5205 b je planeta veličine Jupitera koja kruži oko zvezde koja je oko četiri puta veća od Jupitera i teška oko 40% mase Sunca. Kad prođe ispred svoje zvezde — fenomen koji astronomi nazivaju „tranzit“ — planeta blokira oko šest procenata njene svetlosti.

Posmatrajući ovaj tranzit pomoću teleskopskih instrumenata zvanih spektrografi, koji razdvajaju svetlost na njene sastavne boje, astronomi mogu pokušati da dešifruju atmosferski sastav planete i saznaju više o njenoj istoriji i odnosu sa zvezdom domaćinom.

Planete nastaju iz rotirajućeg diska gasa i prašine koji okružuje zvezdu u njenoj mladosti. Iako je opšteprihvaćeno da se džinovske planete formiraju u ovim oblačnim diskovima stvorenim rođenjem zvezde, postojanje masivnih planeta poput TOI-5205b koje kruže oko hladnih zvezda na malim udaljenostima postavlja mnoga pitanja o ovom procesu.

U cilju razjašnjenja, program svemirskog teleskopa „Džejms Veb“ za egzoplanete, Crveni patuljci i sedam džinova, osmišljen je za proučavanje neverovatnih svetova poput TOI-5205 b — ponekad zvanih GEMS (džinovske egzoplanete oko M patuljastih zvezda).

Postojanje TOI-5205 b je potvrđeno 2023. godine, nakon informacija od satelita za tranzitne egzoplanete – TESS - koji je prvi identifikovao taj objekat kao kandidata. Sad su izvedena prva osmatranja atmosferskog sastava.

Posmatranja tri tranzita TOI5205-b otkrila su nešto što astronomi nisu mogli lako objasniti. Iznenadili su se kad su videli da atmosfera planete ima nižu koncentraciju teških elemenata — u odnosu na vodonik — nego gasovita džinovska planeta u našem solarnom sistemu kao što je Jupiter.

Čak ima nižu metaličnost od sopstvene zvezde. To je izdvaja među svim džinovskim planetama koje su dosad proučavane. Osim toga, premda manje šokantno, tranziti su otkrili metan (CH₄) i vodonik-sulfid (H₂S) u atmosferi TOI-5205-b.

Radi kontekstualizacije nalaza primenjeni su sofisticirani modeli planetarnih unutrašnjosti da bi se predvidelo da je čitav sastav TOI5205-b oko 100 puta bogatiji metalima nego atmosfera.

„Osmotrili smo mnogo nižu metaličnost nego što naši modeli predviđaju za ukupni sastav planete, što se računa merenjima mase i poluprečnika planete. To sugeriše da su njeni teški elementi migrirali ka unutra tokom formiranja i da se sad unutrašnjost i atmosfera ne mešaju“, kažu istraživači. „Ukratko, ovi rezultati sugerišu atmosferu vrlo bogatu ugljenikom i siromašnu kiseonikom“.

Istraživanje je deo programa GEMS, posvećenog proučavanju tranzitnih džinovskih planeta oko M patuljastih zvezda u cilju razumevanja njihovog formiranja, strukture i atmosfera.

Istraživači su radili na korekciji efekata zvezdanih pega zvezde domaćina na podatke. Pošto je zvezda veoma pegava, to je uticalo na podatke, intenzivirajući neke talasne dužine i maskirajući potencijalne potpise u atmosferi. Ovaj metod se sad potvrđuje u novijem „Vebovom“ projektu u istom planetarnom sistemu, što će biti korisno za buduća istraživanja ove i drugih planeta oko aktivnih zvezda.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)