Астрономи откриха екзопланети, които се разпадат в Космоса
Астрономите са разкрили две планети към две обособени звезди, които са подложени на въздействието на интензивната топлота на звездите си. И двете се разпадат пред очите ни, оставяйки следи от парчета, сходни на тези на кометите . И двете са планети със свръхкратък интервал на орбитата (USP), които обикалят бързо към звездите си.
Тези планети са необичаен подклас, които не са задоволително солидни, с цел да задържат материала си. Астрономите познават единствено три други разпадащи се планети.
USP са известни с извънредно бързите си орбити, като някои от тях приключват една обиколка единствено за няколко часа. Тъй като се намират извънредно покрай звездите си, те са подложени на интензивна топлота, звездна радиация и гравитация.
Много USP са привързани към звездата си, което трансформира обърнатата към звездата страна в пъкъл. USP рядко надвишават два земни радиуса, а астрономите считат, че към 1 на 200 звезди, сходни на Слънцето, има такива. Те бяха открити напълно неотдавна и уголемяват границите на нашето схващане за планетарните системи.
Съществуват доста въпроси, на които не е открит отговор, свързани с USP. Механизмът на образуването им е неразбираем, въпреки че те евентуално са мигрирали до позициите си, а не са се образували там. Те са сложни за наблюдаване заради близостта им до звездите, което затруднява отговорите на въпросите за структурата им.
За благополучие два обособени екипа откриватели са разкрили двете разпадащи се преимущества. Тъй като те изсипват наличието си в Kосмоса на опашки, те дават опция на астрономите да видят какво има вътре в тях.
Новите наблюдения се съдържат в две нови публикации, налични на уеб страницата за предпечатна подготовка arxiv.org. Едната е „ Разпадаща се скалиста планета със забележими кометоподобни опашки към ярка звезда “ (A Disintegrating Rocky Planet with Prominent Comet-like Tails Around a Bright Star). Водещ създател е Марк Хон, постдокторант в научния офис на MIT TESS. Този документ ще бъде именуван по-нататък „ проучването на MIT “.
„ Съобщаваме за откриването на BD+054868Ab, транзитираща екзопланета, която обикаля към блестящо К-джудже с интервал от 1,27 дни “ , пишат създателите. Космическият уред TESS откри планетата, а наблюденията му „ разкриват променлива дълбочина на преноса и асиметрични профили на преноса “, се показва в публикацията.
Това са характерности на прахуляк, който идва от обречената планета и образува опашки: една на предния и една на задния край. Размерът на праховите частици във всяка от опашките е друг, като водещата опашка съдържа по-голям прахуляк, а опашката - по-дребни зърна.
„ Разпадащата се планета, която обикаля към BD+05 4868 A, има най-изявените до момента опашки от прахуляк “, споделя водещият създател Хон.
“Опашките от прахуляк, които се излъчват от бързо изпаряващата се планета, са великански. Дължината им от почти 9 млн. км обикаля повече от половината от орбитата на планетата към звездата на всеки 30 часа и половина “ , добави той.
Проучването на Масачузетския софтуерен институт демонстрира, че планетата губи маса със скорост 10 земни маси материал на милиард години. Тъй като обектът евентуално е с размерите на земната Луна, той ще бъде изцяло погубен единствено след няколко милиона години.
„ Скоростта, с която планетата се изпарява, е изцяло катаклизмична и ние имаме невероятния шанс да станем очевидци на последните часове на тази умираща планета “, споделя Хон.
Звездата-домакин евентуално е малко по-стара от Слънцето и има сателит алено джудже, разграничено на към 130 AU. Авторите считат, че планетата е превъзходен претендент за следващи проучвания с JWST. Звездата е освен ярка, само че и транзитите са дълбоки. Заради водещите и изоставащите опашки транзитите могат да продължат до 15 часа.
„ Яркостта на звездата-домакин, съчетана с релативно дълбоките преноси на планетата (0,8?2,0%), показва BD+054868Ab като съществена цел за проучвания на състава на скалисти екзопланети и за изследвания на природата на пагубно изпаряващите се планети “, изясняват те.
„ Това, което също е извънредно вълнуващо за BD+05 4868 Ab, е, че тя има най-ярката звезда-приемник от останалите разпадащи се планети - към 100 пъти по-ярка от К2-22 - което я трансформира в пример за бъдещи проучвания на разпадащи се такива системи “, споделя Ави Шпорер, теоретичен помощник в Института за астрофизика и галактически проучвания „ Кавли “ на Масачузетския софтуерен институт и съавтор на публикацията на Масачузетския софтуерен институт.
„ Преди нашето проучване другите три известни разпадащи се планети бяха към слаби звезди, което ги правеше сложни за проучване “ , добави той.
Вторият отчет е „ Разпадащ се каменист свят, обгърнат в прахуляк и газ: Наблюдения на K2-22b в междинния инфрачервен диапазон благодарение на JWST. “ Водещ създател е Ник Тусей, докторант в Пенсилвания, работещ в Центъра за екзопланети и обитаеми светове. Този документ ще бъде именуван по-нататък „ проучването на Пенсилвания “.
„ Ефлуентите, които сублимират от повърхността и кондензират в пространството, евентуално са представителни за някогашните вътрешни пластове, конвективно пренесени до разтопената повърхнина “, пишат създателите.
В тази работа астрономите са съумели да следят отломките му с MIRI на JWST, а също и с други телескопи. Наблюденията демонстрират, че материалът, приближаващ от USP, евентуално не е материал от ядрото с преобладаващо наличие на желязо. Вместо това те „ подхождат на някаква форма на магнезиево-силикатни минерали, евентуално от материал от мантията “, изясняват създателите.
„ Тези планети безусловно изливат вътрешностите си в Kосмоса за нас, а с JWST най-сетне разполагаме със средствата за проучване на състава им и да забележим от какво в действителност са построени планетите, които обикалят към други звезди “, споделя водещият създател Тусай.
Не можем да забележим какво има навътре в планетите в нашата Слънчева система, макар че сеизмичните талази и други наблюдения дават на учените много добра визия за вътрешността на Земята. Изследвайки вътрешностите, идващи от K2-22b, астрономите научават освен за планетата, само че и за други скалисти планети. Иронията е, че те са толкоз надалеч.
„ K2-22b има несъразмерен профил на преноса, защото прашният облак от изхвърляния на планетата се появява пред звездата, показвайки доказателства за удължени опашки като при кометите. “
„ Забележително е, че директното премерване на вътрешността на планетите в Слънчевата система е такова предизвикателство - имаме единствено лимитирани проби от земната тога и нямаме достъп до мантията на Меркурий, Венера или Марс, само че тук открихме планети, отдалечени на стотици светлинни години, които изпращат вътрешността си в Kосмоса и я осветяват, с цел да я учим с нашите спектрографи “ , споделя Джейсън Райт, професор по астрономия и астрофизика, съавтор на проучването в Пенсилвания и теоретичен началник на докторантката Тусай.
„ Това е забележителна и инцидентна опция да разберем вътрешността на земните планети “ , добави той.
Докато TESS откри разпадащата се планета в предходната публикация, Kepler откри тази планета по време на продължителната си задача K2. Тази планета обикаля към своята звезда М-джудже единствено за 9,1 часа. Доказателство за нейната опашка е променливостта на светлинната ѝ крива. „ Драматичната колебливост в дълбочината на преноса на светлинната крива (0-1,3%), съчетана с асиметричната форма на преноса, допуска, че следим временен облак от прахуляк, сублимиращ от повърхността на другояче невидима планета “, се споделя в публикацията на MIT.
Според създателите това може да е първият случай, в който следим изпускане на газове от изпаряваща се планета.
„ Характеристиките с по-къса дължина на вълната на MIRI... могат да съставляват първите директни наблюдения на газови характерности от изпаряваща се планета “ , се показва в публикацията.
„ Неочаквано, моделите, които най-добре дават отговор на тези измервания, наподобява са с генезис от леда (NO и CO2) “ , пишат създателите. Въпреки че спектърът като цяло подхожда на скалисто тяло, съществуването на NO и CO2 е малко необичайно. Тези материали наподобяват повече на ледени тела като комети, в сравнение с скалисти планети.
„ Всъщност това беше нещо като миг „ кой го е поръчал? “ , сподели Тусей за откриването на ледените характерности. Поради тази причина откривателите нямат самообладание да насочат още веднъж JWST към планетата, с цел да получат повече и по-добри данни. Множество пътища могат да доведат до тези резултати и единствено по-добрите данни могат да оказват помощ на астрономите да дефинират какво се случва.
Въпреки че сме при започване на наблюдението на планети като тази, учените към момента имат някои упования. Тези резултати опровергават тези упования, защото мнозина чакаха да открият единствено останки от желязното ядро на тези USP.
„ Не знаехме какво да чакаме “, споделя Райт, който е и съавтор на по-ранно изследване за това по какъв начин да се употребява JWST за проучване на тези екзопланетни опашки.
„ Надявахме се, че те към момента могат да имат своите мантии или евентуално даже материал от кората, който се е изпарявал. Средноинфрачервеният спектрограф MIRI на JWST беше идеалният инструмент за инспекция, защото материалите от кората, силикатната тога и желязното ядро ще предават светлина по разнообразни способи, които JWST може да разграничи спектроскопски “ , добави Райт.
След това двата екипа учени се надяват да насочат JWST към BD+05 4868 Ab от проучването на MIT. Нейната звезда е доста по-ярка от другите звезди, за които е известно, че са домакини на разпадащи се USP. Яркият източник на светлина улеснява доста JWST да получи по-силни резултати.
„ Това, което също е извънредно вълнуващо за BD+05 4868 Ab, е, че тя има най-ярката звезда-домакин от останалите разпадащи се планети - към 100 пъти по-ярка от К2-22 - което я трансформира в пример за бъдещи проучвания на разпадащи се такива системи “ , споделя Ави Шпорер, теоретичен помощник в Института за астрофизика и галактически проучвания „ Кавли “ на Масачузетския софтуерен институт и съавтор на плана на Масачузетския софтуерен институт.
„ Преди нашето проучване другите три известни разпадащи се планети бяха към слаби звезди, което ги правеше сложни за проучване “ , добави той.
Когато JWST беше изстрелян, той нямаше за цел да следи разпадащи се екзопланети. Но това проучване демонстрира нов метод за потребление на мощния телескоп. Подобни изненади са част от всеки нов телескоп или наблюдаване и откривателите постоянно ги чакат с неспокойствие.
„ Качеството на данните, които би трябвало да получим от BD+05 4868 A, ще бъде великолепно. Тези проучвания потвърдиха валидността на този метод за схващане на екзопланетните интериори и отвориха вратата към напълно нова линия на проучвания с JWST “ , споделя Шпорер.
Не пропускайте най-важните вести - последвайте ни в
Тези планети са необичаен подклас, които не са задоволително солидни, с цел да задържат материала си. Астрономите познават единствено три други разпадащи се планети.
USP са известни с извънредно бързите си орбити, като някои от тях приключват една обиколка единствено за няколко часа. Тъй като се намират извънредно покрай звездите си, те са подложени на интензивна топлота, звездна радиация и гравитация.
Много USP са привързани към звездата си, което трансформира обърнатата към звездата страна в пъкъл. USP рядко надвишават два земни радиуса, а астрономите считат, че към 1 на 200 звезди, сходни на Слънцето, има такива. Те бяха открити напълно неотдавна и уголемяват границите на нашето схващане за планетарните системи.
Съществуват доста въпроси, на които не е открит отговор, свързани с USP. Механизмът на образуването им е неразбираем, въпреки че те евентуално са мигрирали до позициите си, а не са се образували там. Те са сложни за наблюдаване заради близостта им до звездите, което затруднява отговорите на въпросите за структурата им.
За благополучие два обособени екипа откриватели са разкрили двете разпадащи се преимущества. Тъй като те изсипват наличието си в Kосмоса на опашки, те дават опция на астрономите да видят какво има вътре в тях.
Новите наблюдения се съдържат в две нови публикации, налични на уеб страницата за предпечатна подготовка arxiv.org. Едната е „ Разпадаща се скалиста планета със забележими кометоподобни опашки към ярка звезда “ (A Disintegrating Rocky Planet with Prominent Comet-like Tails Around a Bright Star). Водещ създател е Марк Хон, постдокторант в научния офис на MIT TESS. Този документ ще бъде именуван по-нататък „ проучването на MIT “.
„ Съобщаваме за откриването на BD+054868Ab, транзитираща екзопланета, която обикаля към блестящо К-джудже с интервал от 1,27 дни “ , пишат създателите. Космическият уред TESS откри планетата, а наблюденията му „ разкриват променлива дълбочина на преноса и асиметрични профили на преноса “, се показва в публикацията.
Това са характерности на прахуляк, който идва от обречената планета и образува опашки: една на предния и една на задния край. Размерът на праховите частици във всяка от опашките е друг, като водещата опашка съдържа по-голям прахуляк, а опашката - по-дребни зърна.
„ Разпадащата се планета, която обикаля към BD+05 4868 A, има най-изявените до момента опашки от прахуляк “, споделя водещият създател Хон.
“Опашките от прахуляк, които се излъчват от бързо изпаряващата се планета, са великански. Дължината им от почти 9 млн. км обикаля повече от половината от орбитата на планетата към звездата на всеки 30 часа и половина “ , добави той.
Проучването на Масачузетския софтуерен институт демонстрира, че планетата губи маса със скорост 10 земни маси материал на милиард години. Тъй като обектът евентуално е с размерите на земната Луна, той ще бъде изцяло погубен единствено след няколко милиона години.
„ Скоростта, с която планетата се изпарява, е изцяло катаклизмична и ние имаме невероятния шанс да станем очевидци на последните часове на тази умираща планета “, споделя Хон.
Звездата-домакин евентуално е малко по-стара от Слънцето и има сателит алено джудже, разграничено на към 130 AU. Авторите считат, че планетата е превъзходен претендент за следващи проучвания с JWST. Звездата е освен ярка, само че и транзитите са дълбоки. Заради водещите и изоставащите опашки транзитите могат да продължат до 15 часа.
„ Яркостта на звездата-домакин, съчетана с релативно дълбоките преноси на планетата (0,8?2,0%), показва BD+054868Ab като съществена цел за проучвания на състава на скалисти екзопланети и за изследвания на природата на пагубно изпаряващите се планети “, изясняват те.
„ Това, което също е извънредно вълнуващо за BD+05 4868 Ab, е, че тя има най-ярката звезда-приемник от останалите разпадащи се планети - към 100 пъти по-ярка от К2-22 - което я трансформира в пример за бъдещи проучвания на разпадащи се такива системи “, споделя Ави Шпорер, теоретичен помощник в Института за астрофизика и галактически проучвания „ Кавли “ на Масачузетския софтуерен институт и съавтор на публикацията на Масачузетския софтуерен институт.
„ Преди нашето проучване другите три известни разпадащи се планети бяха към слаби звезди, което ги правеше сложни за проучване “ , добави той.
Вторият отчет е „ Разпадащ се каменист свят, обгърнат в прахуляк и газ: Наблюдения на K2-22b в междинния инфрачервен диапазон благодарение на JWST. “ Водещ създател е Ник Тусей, докторант в Пенсилвания, работещ в Центъра за екзопланети и обитаеми светове. Този документ ще бъде именуван по-нататък „ проучването на Пенсилвания “.
„ Ефлуентите, които сублимират от повърхността и кондензират в пространството, евентуално са представителни за някогашните вътрешни пластове, конвективно пренесени до разтопената повърхнина “, пишат създателите.
В тази работа астрономите са съумели да следят отломките му с MIRI на JWST, а също и с други телескопи. Наблюденията демонстрират, че материалът, приближаващ от USP, евентуално не е материал от ядрото с преобладаващо наличие на желязо. Вместо това те „ подхождат на някаква форма на магнезиево-силикатни минерали, евентуално от материал от мантията “, изясняват създателите.
„ Тези планети безусловно изливат вътрешностите си в Kосмоса за нас, а с JWST най-сетне разполагаме със средствата за проучване на състава им и да забележим от какво в действителност са построени планетите, които обикалят към други звезди “, споделя водещият създател Тусай.
Не можем да забележим какво има навътре в планетите в нашата Слънчева система, макар че сеизмичните талази и други наблюдения дават на учените много добра визия за вътрешността на Земята. Изследвайки вътрешностите, идващи от K2-22b, астрономите научават освен за планетата, само че и за други скалисти планети. Иронията е, че те са толкоз надалеч.
„ K2-22b има несъразмерен профил на преноса, защото прашният облак от изхвърляния на планетата се появява пред звездата, показвайки доказателства за удължени опашки като при кометите. “
„ Забележително е, че директното премерване на вътрешността на планетите в Слънчевата система е такова предизвикателство - имаме единствено лимитирани проби от земната тога и нямаме достъп до мантията на Меркурий, Венера или Марс, само че тук открихме планети, отдалечени на стотици светлинни години, които изпращат вътрешността си в Kосмоса и я осветяват, с цел да я учим с нашите спектрографи “ , споделя Джейсън Райт, професор по астрономия и астрофизика, съавтор на проучването в Пенсилвания и теоретичен началник на докторантката Тусай.
„ Това е забележителна и инцидентна опция да разберем вътрешността на земните планети “ , добави той.
Докато TESS откри разпадащата се планета в предходната публикация, Kepler откри тази планета по време на продължителната си задача K2. Тази планета обикаля към своята звезда М-джудже единствено за 9,1 часа. Доказателство за нейната опашка е променливостта на светлинната ѝ крива. „ Драматичната колебливост в дълбочината на преноса на светлинната крива (0-1,3%), съчетана с асиметричната форма на преноса, допуска, че следим временен облак от прахуляк, сублимиращ от повърхността на другояче невидима планета “, се споделя в публикацията на MIT.
Според създателите това може да е първият случай, в който следим изпускане на газове от изпаряваща се планета.
„ Характеристиките с по-къса дължина на вълната на MIRI... могат да съставляват първите директни наблюдения на газови характерности от изпаряваща се планета “ , се показва в публикацията.
„ Неочаквано, моделите, които най-добре дават отговор на тези измервания, наподобява са с генезис от леда (NO и CO2) “ , пишат създателите. Въпреки че спектърът като цяло подхожда на скалисто тяло, съществуването на NO и CO2 е малко необичайно. Тези материали наподобяват повече на ледени тела като комети, в сравнение с скалисти планети.
„ Всъщност това беше нещо като миг „ кой го е поръчал? “ , сподели Тусей за откриването на ледените характерности. Поради тази причина откривателите нямат самообладание да насочат още веднъж JWST към планетата, с цел да получат повече и по-добри данни. Множество пътища могат да доведат до тези резултати и единствено по-добрите данни могат да оказват помощ на астрономите да дефинират какво се случва.
Въпреки че сме при започване на наблюдението на планети като тази, учените към момента имат някои упования. Тези резултати опровергават тези упования, защото мнозина чакаха да открият единствено останки от желязното ядро на тези USP.
„ Не знаехме какво да чакаме “, споделя Райт, който е и съавтор на по-ранно изследване за това по какъв начин да се употребява JWST за проучване на тези екзопланетни опашки.
„ Надявахме се, че те към момента могат да имат своите мантии или евентуално даже материал от кората, който се е изпарявал. Средноинфрачервеният спектрограф MIRI на JWST беше идеалният инструмент за инспекция, защото материалите от кората, силикатната тога и желязното ядро ще предават светлина по разнообразни способи, които JWST може да разграничи спектроскопски “ , добави Райт.
След това двата екипа учени се надяват да насочат JWST към BD+05 4868 Ab от проучването на MIT. Нейната звезда е доста по-ярка от другите звезди, за които е известно, че са домакини на разпадащи се USP. Яркият източник на светлина улеснява доста JWST да получи по-силни резултати.
„ Това, което също е извънредно вълнуващо за BD+05 4868 Ab, е, че тя има най-ярката звезда-домакин от останалите разпадащи се планети - към 100 пъти по-ярка от К2-22 - което я трансформира в пример за бъдещи проучвания на разпадащи се такива системи “ , споделя Ави Шпорер, теоретичен помощник в Института за астрофизика и галактически проучвания „ Кавли “ на Масачузетския софтуерен институт и съавтор на плана на Масачузетския софтуерен институт.
„ Преди нашето проучване другите три известни разпадащи се планети бяха към слаби звезди, което ги правеше сложни за проучване “ , добави той.
Когато JWST беше изстрелян, той нямаше за цел да следи разпадащи се екзопланети. Но това проучване демонстрира нов метод за потребление на мощния телескоп. Подобни изненади са част от всеки нов телескоп или наблюдаване и откривателите постоянно ги чакат с неспокойствие.
„ Качеството на данните, които би трябвало да получим от BD+05 4868 A, ще бъде великолепно. Тези проучвания потвърдиха валидността на този метод за схващане на екзопланетните интериори и отвориха вратата към напълно нова линия на проучвания с JWST “ , споделя Шпорер.
Не пропускайте най-важните вести - последвайте ни в
Източник: vesti.bg
КОМЕНТАРИ