Η ανακάλυψη εξωπλανήτη με σούπερ χνουδωτό “Cotton Candy” συγκλονίζει τους επιστήμονες – “Δεν μπορούμε να εξηγήσουμε πώς σχηματίστηκε αυτός ο πλανήτης”

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν τεράστιο, χαμηλής πυκνότητας πλανήτη που ονομάζεται WASP-193b που είναι 50% μεγαλύτερος από τον Δία, αλλά έχει την ίδια πυκνότητα με το μαλλί της γριάς. Η ανακάλυψη αμφισβητεί τις υπάρχουσες θεωρίες για το σχηματισμό πλανητών. (Έννοια του καλλιτέχνη.) Credit: SciTechDaily.com

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν τεράστιο πλανήτη χαμηλής πυκνότητας που ονομάζεται WASP-193b που είναι 50% μεγαλύτερος. Πέμπτη Είναι όμως πυκνό σαν μαλλί της γριάς. Η ανακάλυψη αμφισβητεί τις τρέχουσες θεωρίες για το σχηματισμό πλανητών, καθώς οι επιστήμονες δεν μπορούν να εξηγήσουν πώς θα σχηματιστεί ένας τέτοιος πλανήτης.

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν μια γιγάντια αφράτη μονόσφαιρα ενός πλανήτη που περιστρέφεται γύρω από ένα μακρινό αστέρι. Γαλαξίας Γαλαξίας. Η ανακάλυψη αναφέρθηκε στο περιοδικό στις 14 Μαΐου Φυσική Αστρονομία Από ερευνητές από μεΣτο Πανεπιστήμιο της Λιέγης στο Βέλγιο και αλλού, κρατά ένα πολλά υποσχόμενο κλειδί για το μυστήριο του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται τέτοιοι γιγάντιοι, υπερελαφροί πλανήτες.

Ο νέος πλανήτης, που ονομάζεται WASP-193b, φαίνεται νανικός από το μέγεθος του Δία, αν και είναι μόνο ένα κλάσμα της πυκνότητάς του. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ο γίγαντας του αερίου είναι 50 τοις εκατό μεγαλύτερος από τον Δία και το ένα δέκατο της πυκνότητας – η χαμηλότερη πυκνότητα, συγκρίσιμη με το μαλλί της γριάς.

Ο WASP-193b είναι ο δεύτερος ελαφρύτερος πλανήτης που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα, μετά τον μικρότερο πλανήτη. Ποσειδώνας– Όπως ο κόσμος, Kepler 51D. Το τεράστιο μέγεθος του νέου πλανήτη, σε συνδυασμό με την υπερ-ελαφριά πυκνότητά του, καθιστούν τον WASP-193b τον πιο περίεργο από τους περισσότερους από 5.400 πλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα.

«Είναι πολύ σπάνιο να βρεις αυτά τα γιγάντια αντικείμενα με τόσο μικρές πυκνότητες», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδάκτορας του MIT Khaled Barghoui. “Υπάρχει μια κατηγορία πλανητών που ονομάζονται buffy Jupiters, και το τι είναι είναι ένα μυστήριο εδώ και 15 χρόνια. Και αυτή είναι μια ακραία περίπτωση αυτής της κατηγορίας.”

«Δεν ξέρουμε πού να τοποθετήσουμε αυτόν τον πλανήτη ανάμεσα σε όλες τις θεωρίες σχηματισμού που έχουμε τώρα, γιατί είναι έξω από όλες», λέει ο συν-επικεφαλής συγγραφέας Francisco Pozuelos, ανώτερος ερευνητής στο Αστροφυσικό Ινστιτούτο της Ανδαλουσίας. Στην Ισπανία. “Δεν μπορούμε να εξηγήσουμε πώς σχηματίστηκε αυτός ο πλανήτης με βάση τα κλασικά εξελικτικά μοντέλα. Κοιτάζοντας πιο προσεκτικά την ατμόσφαιρά του θα μας επιτρέψει να αντλήσουμε την εξελικτική πορεία του πλανήτη.

READ  9 νοσηλεύονται μετά από πυροβολισμούς στην Ημέρα Μνήμης στην παραλία του Χόλιγουντ Μπρόντγουεϊ - NBC 6 Νότια Φλόριντα

Οι συν-συγγραφείς της μελέτης του MIT περιλαμβάνουν τον Julian de Wit, επίκουρο καθηγητή στο Τμήμα Γης, Ατμόσφαιρας και Πλανητών Επιστημών του MIT, και τον μεταδιδάκτορα του MIT Artem Burdanov, μαζί με συνεργάτες από διάφορα ιδρύματα σε όλη την Ευρώπη.

Δομή WASP-193b

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το σύστημα WASP-193b. Πίστωση: Πανεπιστήμιο της Λιέγης

“Μια ενδιαφέρουσα ανατροπή”

Ο νέος πλανήτης ανακαλύφθηκε αρχικά από το Wide Angle Search for Planets, ή WASP – μια διεθνής συνεργασία ακαδημαϊκών ιδρυμάτων που λειτουργεί δύο ρομποτικά παρατηρητήρια μαζί, το ένα στο βόρειο ημισφαίριο και το άλλο στο νότιο. Κάθε παρατηρητήριο χρησιμοποιεί μια σειρά από κάμερες ευρείας γωνίας για να μετρήσει τη φωτεινότητα χιλιάδων μεμονωμένων αστεριών σε ολόκληρο τον ουρανό.

Σε έρευνες που έγιναν μεταξύ 2006 και 2008, και ξανά το 2011 έως το 2012, το Παρατηρητήριο WASP-South εντόπισε περιοδικές εκρήξεις ή βυθίσεις στο φως από το WASP-193, ένα φωτεινό, κοντινό, άστρο που μοιάζει με Ήλιο που βρίσκεται 1.232 έτη φωτός από τη Γη. . Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι η φωτεινότητα του άστρου μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, με έναν πλανήτη να περιφέρεται γύρω από το αστέρι κάθε 6,25 ημέρες και να εμποδίζει το φως του. Οι επιστήμονες μέτρησαν τη συνολική ποσότητα φωτός που μπλοκάρεται σε κάθε διέλευση του πλανήτη, δίνοντας μια εκτίμηση για το γιγάντιο, υπερ-Δία μέγεθος του πλανήτη.

Στη συνέχεια, οι αστρονόμοι προσπάθησαν να συμπεράνουν τη μάζα του πλανήτη – η οποία θα αποκάλυπτε την πυκνότητά του και θα παρείχε ενδείξεις για τη σύνθεσή του. Για να λάβουν μια εκτίμηση μάζας, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν συνήθως την ακτινική ταχύτητα, μια τεχνική στην οποία οι επιστήμονες αναλύουν το φάσμα ενός άστρου ή διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, καθώς ένας πλανήτης περιστρέφεται γύρω από το αστέρι. Το φάσμα ενός αστεριού μπορεί να τροποποιηθεί με συγκεκριμένους τρόπους ανάλογα με το τι τραβάει το αστέρι, όπως ένας πλανήτης σε τροχιά. Όσο πιο μαζικός είναι ένας πλανήτης και όσο πιο κοντά βρίσκεται στο αστέρι του, τόσο περισσότερο μπορεί να μετατοπιστεί το φάσμα του – δίνοντας στους επιστήμονες μια ιδέα για τη μάζα ενός πλανήτη.

READ  Συνθήκη Ωκεανού: Ιστορική Συμφωνία που επιτεύχθηκε μετά από δεκαετίες συνομιλιών

Για το WASP-193 b, οι αστρονόμοι έλαβαν πρόσθετα φάσματα υψηλής ανάλυσης του άστρου που ελήφθησαν από διάφορα επίγεια τηλεσκόπια και προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν την ακτινική ταχύτητα για να υπολογίσουν τη μάζα του πλανήτη. Αλλά συνέχιζαν να έρχονται άδειοι—ακριβώς, όπως αποδείχθηκε, ο πλανήτης ήταν τόσο ελαφρύς που δεν είχε ανιχνεύσιμο τράβηγμα στο άστρο του.

«Γενικά, είναι ευκολότερο να ανιχνεύσουμε πλανήτες μεγάλης μάζας επειδή είναι συνήθως τεράστιοι και οδηγούν σε μεγάλη έλξη στο άστρο τους», εξηγεί ο De Wit. “Αλλά το δύσκολο πράγμα με αυτόν τον πλανήτη είναι ότι, παρόλο που είναι μεγάλος – ακόμη και μεγάλος – η μάζα και η πυκνότητά του είναι τόσο χαμηλές που ήταν πραγματικά δύσκολο να εντοπιστούν με την τεχνική της ακτινικής ταχύτητας. Ήταν μια ενδιαφέρουσα ανατροπή.

“[WASP-193b] Είναι τόσο ελαφρύ, χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια για να συλλεχθούν τα δεδομένα και να φανεί ότι υπήρχε ένα μαζικό σήμα, αλλά στην πραγματικότητα είναι πολύ μικρό», λέει ο Barghoui.

«Πήραμε πολύ χαμηλή πυκνότητα στην αρχή, κάτι που ήταν πολύ δύσκολο να το πιστέψουμε στην αρχή», προσθέτει ο Ποζουέλος. «Αυτό είναι πολύ σπάνιο γιατί επαναλάβαμε όλη τη διαδικασία ανάλυσης δεδομένων αρκετές φορές για να βεβαιωθούμε ότι αυτή είναι η πραγματική πυκνότητα του πλανήτη».

Ένας φουσκωτός κόσμος

Τελικά, η ομάδα επιβεβαίωσε ότι ο πλανήτης ήταν πολύ ελαφρύς. Υπολόγισαν τη μάζα του να είναι 0,14 αυτή του Δία. Η πυκνότητά του, που προέρχεται από τη μάζα του, έφτασε περίπου τα 0,059 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Ο Δίας, αντίθετα, είναι περίπου 1,33 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Και η Γη είναι βαρύτερη με 5,51 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Το μαλλί της γριάς, με πυκνότητα περίπου 0,05 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, είναι το πλησιέστερο υλικό σε πυκνότητα σε έναν νέο, φουσκωμένο πλανήτη.

«Ο πλανήτης είναι τόσο ελαφρύς που είναι δύσκολο να σκεφτείς ένα ομοιογενές αντικείμενο στερεάς κατάστασης», λέει ο Barghoui. «Ο λόγος που είναι τόσο κοντά στο μαλλί της γριάς είναι ότι και τα δύο αποτελούνται κυρίως από ελαφρά αέρια παρά από στερεά. Ο πλανήτης είναι βασικά πολύ αφράτος.

READ  1 ανήλικος νεκρός και 9 τραυματίες από πυροβολισμούς στο Σεντ Λούις, ανακοίνωσε η αστυνομία

Όπως και άλλοι γίγαντες αερίων στον γαλαξία, οι ερευνητές υποπτεύονται ότι ο νέος πλανήτης αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Στην περίπτωση του WASP-193b, αυτά τα αέρια θα μπορούσαν να σχηματίσουν μια μεγάλη θυελλώδη ατμόσφαιρα που εκτείνεται δεκάδες χιλιάδες χιλιόμετρα πέρα ​​από την ατμόσφαιρα του Δία. Το πόσο μακριά μπορεί να αυξηθεί ένας πλανήτης διατηρώντας μια πυκνότητα υπερ-φωτός είναι ένα ερώτημα που καμία υπάρχουσα θεωρία σχηματισμού πλανητών δεν μπορεί ακόμη να απαντήσει.

Για να αποκτήσει μια καλύτερη εικόνα του νέου σπογγώδους κόσμου, η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει την τεχνική de Wit που αναπτύχθηκε προηγουμένως για να αποκτήσει πρώτα ορισμένες ιδιότητες της ατμόσφαιρας του πλανήτη, όπως θερμοκρασία, σύνθεση και πίεση σε διάφορα βάθη. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον ακριβή υπολογισμό της μάζας του πλανήτη. Προς το παρόν, η ομάδα βλέπει παρατηρητήρια όπως το WASP-193b ως καλό υποψήφιο για μια περαιτέρω μελέτη. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

«Όσο μεγαλύτερη είναι η ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, τόσο περισσότερο φως μπορεί να περάσει», λέει ο De Wit. “Έτσι είναι ξεκάθαρο ότι αυτός ο πλανήτης είναι ένας από τους καλύτερους στόχους για τη μελέτη των ατμοσφαιρικών επιδράσεων. Μπορεί να είναι μια πέτρα της Ροζέτας για την προσπάθεια επίλυσης του μυστηρίου του φουσκωμένου Δία.”

Αναφορά: “Μια εκτεταμένη ατμόσφαιρα χαμηλής πυκνότητας γύρω από τον πλανήτη WASP-193 με μέγεθος Δία” Khaled Bargoui, Francisco J. Posuelos, Goel Hellyer, Barry Smalley, Louis D. Nielsen, Brajval Niravla, Michael Gillan, Julian de Wit, Simon Muller, Carolyn Dorn, Ravit Held, Emmanuel Zehin, Bryce-Oliver Demory, Valerie van Grudel, Abdelrahmane Soubkio, Mourad Kachoi, David. R. Andersen, Zuhair Benkaltoun, Francois Bouchy, Artem Bardanov, Letitia Delres, Elsa Ducrot, Lionel Garcia, Abdelhadi Zabri, Monica Lendel, Pierre FL Maxtedt, Catriona A. Murray, Peter Bihlman Pederston, Dearly Kuelbachen, Dearly, Dearly, Stephen Woodry, Mathilde Timmermans, Amuri HMJ Dryad και Richard G. Δύση, 14 Μαΐου, Φυσική Αστρονομία.
DOI: 10.1038/s41550-024-02259-y

Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε, εν μέρει, από το Συμβούλιο Επιστημονικών και Τεχνολογικών Εγκαταστάσεων του Ηνωμένου Βασιλείου για τα Πανεπιστήμια της Κοινοπολιτείας και το WASP. Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας; Συνομοσπονδία Βαλλονίας-Βρυξελλών; και το Ίδρυμα Heising-Simons, Colin and Leslie Masson, και Peter A. Gilman, οι οποίοι υποστηρίζουν την Artemis και άλλα τηλεσκόπια SPECULOOS.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *