Notícia

Urania - Postępy Astronomii (Polônia) online

Egzoplaneta o masie prawie 13 mas Jowisza krazaca w ukladzie podwójnym

Publicado em 14 abril 2019

W ciagu ostatnich trzech dekad odkryto blisko 4000 egzoplanet krazacych wokól gwiazd poza Ukladem Slonecznym. Poczawszy od 2011 r. mozliwe bylo wykorzystanie Kosmicznego Teleskopu Keplera do obserwacji pierwszych egzoplanet na orbicie wokól mlodych ukladów podwójnych zawierajacych dwie aktywne gwiazdy majace wodór wciaz palacy sie w ich jadrach.

Brazylijscy astronomowie znalezli teraz pierwszy dowód na istnienie egzoplanety krazacej wokól starszego lub bardziej rozwinietego ukladu podwójnego, w którym jedna z gwiazd jest juz martwa.

Leonardo Andrade de Almeida, pierwszy autor artykulu opublikowanego w The Astronomical Journal powiedzial Agência FAPESP: „Udalo sie uzyskac solidne dowody na istnienie olbrzymiej egzoplanety o masie prawie 13 razy wiekszej, niz Jowisz – najwieksza planeta w Ukladzie Slonecznym – w rozwinietym ukladzie podwójnym. To pierwsze potwierdzenie egzoplanety w tego rodzaju ukladzie.”

Wskazówki, dzieki którym badacze odkryli egzoplanete w wyewoluowanym ukladzie podwójnym nazwanym KIC 10544976, znajdujacym sie w konstelacji Labedzia, zawieraly zmiany czasu zacmienia (czas potrzebny kazdej gwiezdzie na zacmienie drugiej) i okresie orbitalnym.

„Róznice w okresie orbitalnym ukladu podwójnego wynikaja z przyciagania grawitacyjnego miedzy trzema obiektami, które kraza wokól wspólnego srodka masy” – powiedzial Almeida.

Zmiennosc okresu orbitalnego nie wystarcza jednak do udowodnienia istnienia planety w przypadku ukladów podwójnych, poniewaz aktywnosc magnetyczna gwiazd podwójnych zmienia sie okresowo, tak jak pole magnetyczne Slonca zmienia biegunowosc co 11 lat.

„Zmiany aktywnosci magnetycznej Slonca ostatecznie powoduja zmiane jego pola magnetycznego. To samo dotyczy wszystkich gwiazd pojedynczych. W ukladach podwójnych zmiany te powoduja równiez zmiane okresu orbitalnego” – mówi Almeida.

Aby obalic hipoteze, ze zmiany w okresie orbitalnym KIC 10544976 byly spowodowane jedynie aktywnoscia magnetyczna, naukowcy przeanalizowali wplyw zmiany czasu zacmienia i cyklu aktywnosci magnetycznej gwiazdy podwójnej na zywo.

Uklad KIC 10544976 sklada sie z bialego karla, martwej malo masywnej gwiazdy o wysokiej temperaturze powierzchniowej, i czerwonego karla, aktywnej magnetycznie gwiazdy o malej, w porównaniu do Slonca, masie i niewielkiej jasnosci wynikajacej z jego niskiej produkcji energii. Obie gwiazdy monitorowano za pomoca teleskopów naziemnych w latach 2005 – 2017 a za pomoca teleskopu Keplera w latach 2009 – 2013.

Korzystajac z danych z Keplera, astronomowie byli w stanie oszacowac cykl magnetyczny czerwonego karla w oparciu o tempo i energie rozblysków oraz zmiennosc wywolana plamami (obszar o nizszej temperaturze powierzchniowej, a zatem pociemnienie spowodowane róznym skupieniem pola magnetycznego).

Analiza danych wykazala, ze cykl aktywnosci magnetycznej czerwonego karla trwal 600 dni, co jest zgodne z cyklami magnetycznymi oszacowanymi dla gwiazd pojedynczych o malej masie. Okres orbitalny ukladu podwójnego oszacowano na 17 lat.

„Calkowicie obala to hipoteze, ze zmiennosc okresu orbitalnego wynika z aktywnosci magnetycznej. Najbardziej prawdopodobnym wyjasnieniem jest obecnosc olbrzymiej planety krazacej wokól ukladu podwójnego, której masa wynosi 13 mas Jowisza” – powiedzial Almeida.

Hipotezy formowania sie planety

Sposób, w jaki powstala planeta krazaca wokól ukladu podwójnego, nie jest znany. Jedna z hipotez jest taka, ze uformowala sie ona w tym samym czasie, co obie gwiazdy, miliardy lat temu. Jezeli tak, jest to planeta pierwszej generacji. Inna hipoteza mówi, ze powstala z gazu wyrzuconego w trakcie smierci bialego karla, co czyni ja planeta drugiej generacji.

Potwierdzenie jej statusu jako planety pierwszej lub drugiej generacji i jej bezposredniej detekcji gdy okraza uklad podwójny, mozna uzyskac za pomoca nowej generacji teleskopów naziemnych o zwierciadlach glównych majacych srednice ponad 20 metrów, w tym Giant Magellan Telescope (GMT) zainstalowany na pustyni Atacama w Chile. GMT ma ujrzec pierwsze swiatlo w 2024 r.

„Badamy 20 ukladów, w których ciala zewnetrzne moga wykazywac efekty grawitacyjne, takie jak KIC 10544976, a wiekszosc mozna obserwowac jedynie z pólkuli poludniowej. GMT umozliwi nam bezposrednie wykrywanie tych obiektów i uzyskanie waznych odpowiedzi na pytania dotyczace powstawania i ewolucji tych egzotycznych srodowisk, a takze mozliwosci istnienia tam zycia” – powiedzial Almeida.

Opracowanie:

Agnieszka Nowak

Wiecej:

Astronomers find evidence of a planet with a mass almost 13 times that of Jupiter

Zródlo: Agência FAPESP

Na zdjeciu: Wizja artystyczna ukladu KIC 10544976. Zródlo: Leandro Almeida