TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) -tietojen kanssa työskentelevät tähtitieteilijät ovat löytäneet planeetan, jossa sen ei pitäisi olla: avaruudessa, jonka isäntätähti äskettäin täytti, kun se oli punainen jättiläinen.
TESS tutkii tähtiä asteroseismologialla. Se mittaa tähden pieniä värähtelyjä, jotka antavat vihjeitä sen sisärakenteelle. Nämä vihjeet ovat piilossa muun tyyppisistä havainnoista, kuten kirkkaudesta ja pinnan lämpötilasta. Uudessa julkaistussa tutkimuksessa kirjoittajat tutkivat kahta puna-jättiläinen tähteä: HD 212771 ja HD 203949. Nämä ovat ensimmäisiä asteroseismologisia tutkimuksia tähtiistä, joiden tiedetään isäntäplaneetoilla.
Lehden otsikko on ”Tunnetujen puna-jättiläisten tähtijen HD 212771 ja 203949 TESS-asteroseismologia.” Lehden pääkirjailija on Tiago Campante Porton yliopistosta, Portugalista. Campante selitti lehdistötiedotteessaan, kuinka TESSin voima auttoi kirjoittajia tutkimaan näitä tähtiä: ”TESS-havainnot ovat riittävän tarkkoja, jotta mahdollinen mitata tähtien pinnoilla lempeä pulsaatio. Nämä kaksi melko kehittynyttä tähtiä isännöivät myös planeettoja, tarjoamalla ihanteellisen koealustan planeettajärjestelmien kehityksen tutkimuksille. "
"Tämä tutkimus on täydellinen osoitus siitä, kuinka tähtien ja eksoplanetaaristen astrofysiikan yhdistyvät toisiinsa."
Yhteiskirjailija Vardan Adibekyan, Porton yliopisto
Vaikka asteroseismologia tarkoittaa tähtiä ymmärtämistä, se auttaa myös tähtitieteilijöitä eksoplaneetoissa. Kirjailijat kirjoittavat kirjoituksissaan: “… asteroseismologialla on syvällinen vaikutus nykyaikaiseen astrofysiikkaan, etenkin eksoplanetaarisen tieteen alueelle. Eksoplaneetta-isäntätähteiden karakterisointi asteroseismologian avulla mahdollistaa vertaansa vailla olevan tarkkuuden planeettojen absoluuttisissa ominaisuuksissa.
Tutkijat mittasivat tutkimuksessaan kahden tähden suuruuden, massan ja iän asteroseismologialla. Sitten he keskittyivät HD 203949: een sen evoluutiotilan määrittämiseksi. He havaitsivat, että tähtiä kiertävä eksoplaneetta on oudossa asemassa. HD 203949 oli jättänyt punaisen jättiläisen vaiheensa taaksepäin, mutta planeetta, nimeltään HD 203949 b, oli miehittämässä kiertorataa, joka olisi hieronnut tähden punaisen jättiläisen vaiheen aikana.
Ryhmä ajattelee, että sen sijaan, että selviytyisi tähti laajennetusta kirjekuoresta, sen sijaan, että eksoplaneettaa vedettiin lähemmäksi tähtiä vuorovesivaihteluilla, kun punainen jättiläinen vaihe oli valmis.
Tohtori Dimitri Veras Warwickin yliopiston fysiikan laitokselta on yksi tekijöistä. Tohtori Veras sanoi: ”Määritimme, kuinka tämä planeetta olisi voinut saavuttaa nykyisen sijaintinsa, ja tehdä niin, oliko planeetan joutunut selviytymään juurtumisesta punaisen jättilähetähden tähtikuoreen. Teos valaisee uutta valoa planeettojen kestävyyteen, kun niiden vanhemmat tähdet alkavat kuolla, ja saattaa jopa paljastaa vuorovesifysiikan uusia näkökohtia. "
Se näyttää olevan ristiriita. Tähtien evoluutio-olomme ymmärtämisen mukaan sen olisi pitänyt imeytyä ja tuhota kaikki läheiset planeetat. Planeetta on kaasu jättiläinen noin 8 kertaa massiivisempi kuin Jupiter. Se on valtava planeetta, mutta sillä ei ole väliä. Kun tähti laajenee punaisessa jättiläisfaasissaan, se tuhoaa nopeasti kaikki planeetat, jotka ovat kiinni tuossa laajenemisessa. Mutta silti, planeetta on olemassa, mikä tarkoittaa jotain muuta meneillään.
Vardan Adibekyan, myös Porton yliopistosta, on kirjoituksen kirjoittaja. Adibekyan sanoi: ”Tämä tutkimus on täydellinen osoitus siitä, kuinka tähtien ja eksoplanetaaristen astrofysiikan yhdistyvät toisiinsa. Tähtianalyysi näyttää viittaavan siihen, että tähti on liian kehittynyt pysyäkseen silti planeetalla niin lyhyellä kiertoradalla, kun taas eksoplaneetan analyysistä tiedämme, että planeetta on siellä! "
Muissa aurinkokunnan järjestelmissä näemme kaasujättiläisiä lähellä tähtiä. Heitä kutsutaan ”kuumiksi Jupitereiksi” ja ajatellaan, etteivät he olisi voineet muodostaa siellä mitään. Auringon tuuli ja tähden säteily olisivat estäneet kaasua liittymästä kyseiseen kohtaan ja muodostamasta planeettaa. Aurinkokunnan elinkaaren aikana nämä kaasujättiläiset vaeltavat aurinkokunnan läpi, kiertäen joskus lähempänä tähtiään, joskus kauempana. Niin tapahtui todennäköisesti omassa aurinkokunnassamme Jupiterin kanssa, ja todennäköistä on myös mitä tapahtui HD 203949: llä ja HD 203949 b: llä.
Mutta tiedemiehet, jotka eivät tiedä, kuinka prosessi toimii ja mikä sitä ohjaa. Se on vähän ongelma.
”Ratkaisu tähän tieteelliseen ongelmaan on piilotettu 'yksinkertaisessa tosiasiassa', jonka mukaan tähdet ja niiden planeetat eivät vain muodosta, vaan myös kehittyvät yhdessä. Tässä nimenomaisessa tapauksessa planeetta onnistui välttämään juuttumista ”, sanoi Adibekyan.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Paljastettu: exoplanetin 'epätodennäköinen' selviytyminen
- Tutkimus paperi: TESS Tunnettujen puna-jättiläinen isäntätähteiden HD 212771 ja HD 203949 asteroseismologia
