Jedna z najczarniejszych planet w galaktyce zmierza ku ognistej zagładzie!

WASP-12b jest jedną z ciekawszych egzoplanet, jakie znamy. Okrążająca żółtego karła, nieco większego niż Słońce i znajduje się w odległości 1410 lat świetlnych od Ziemi. Ta ultra-czarna planeta jest tak zwanym “gorącym Jowiszem” – gazowym olbrzymem o podobnej masie i rozmiarze do Jowisz, znajdującym się tak blisko gwiazdy, że panuje tam niewyobrażalny upał.

WASP-12b nigdy nie znajdowała się w bezpiecznej pozycji. Z okresem orbitalnym trwającym nieco ponad jeden dzień, egzoplaneta unosi się tak blisko swojej gwiazdy, że z jej atmosfery wysysany jest stały strumień materii.

Ale jej śmierć niekoniecznie nastąpi przez powolne gwiezdne siorbanie. Dokładne obserwacje wykazały, że WASP-12b obiega swoją gwiazdę po rozpadającej się orbicie. Według nowych badań ta orbita rozpada się nieco szybciej, niż początkowo sądziliśmy. Zamiast początkowo szacowanych 3,25 miliona lat, WASP-12b dokona żywota za zaledwie 2,9 miliona lat.

Zgodnie z obecnymi modelami formowania się planet, technicznie “gorące Jowisze” nie powinny istnieć. Gazowy olbrzym nie może uformować się tak blisko gwiazdy, ponieważ grawitacja, promieniowanie i intensywne wiatry powinny powstrzymać gaz przed “zlepianiem”. Ale one istnieją – już kilkaset zostało zidentyfikowanych.

Jakkolwiek powstają, “gorące Jowisze”, które są szczególnie blisko swoich gwiazd, są jednymi z najlepiej zbadanych egzoplanet. Dzieje się tak, ponieważ mogą nam wiele powiedzieć o oddziaływaniach pływowych między planetą a gwiazdą. WASP-12b jest jedną z najbliższych gazowych planet swojej gwiazdy, co sprawiło, że była doskonałym przykładem do badania interakcji pływowych.

Została odkryta w 2008 roku, więc ​​astronomowie byli w stanie zebrać stosunkowo długoterminowy zestaw danych, a jej krótka orbita oznacza, że ​​możemy obserwować wiele jej tranzytów. To wtedy egzoplaneta przechodzi między nami a gwiazdą, powodując, że światło tej ostatniej jest nieco przygaszone.

W 2017 roku astronomowie zauważyli coś dziwnego w tranzytach WASP-12b. Występowały krócej, niż powinny, na podstawie poprzednich pomiarów okresu orbitalnego. Ta niewielka zmiana w czasie mogła być wynikiem zmiany kierunku orbity egzoplanety, więc zespół astronomów pod kierownictwem Samuela Yee z Uniwersytetu Princeton postanowił dokładnie zbadać nie tylko tranzyty, ale także zakrycia, kiedy egzoplaneta przechodziła za gwiazdą. Jeśli WASP-12b zmieniła kierunek, zakrycie powinno być nieco opóźnione.

Tranzyt powoduje słabe przyciemnienie światła gwiazdy, a zakrycie powoduje jeszcze słabsze przyciemnienie. Dzieje się tak, ponieważ egzoplaneta, odbijając ciepło i światło gwiazdy, zwiększa ogólną jasność układu, gdy nie znajduje się za gwiazdą.

WASP-12b jest optycznie bardzo ciemna. Pochłania 94 procent całego światła, które na nią pada, czyniąc ją czarniejszą niż asfalt. Astronomowie uważają, że dzieje się tak, ponieważ egzoplaneta jest tak gorąca (jej temperatura wynosi 2600 stopni Celsjusza po stronie dziennej), że cząsteczki wodoru rozkładają się na wodór atomowy, powodując, że jej atmosfera zachowuje się jak gwiazda o małej masie. Ale ponieważ jest tak gorąco, świeci w podczerwieni.

Zespół Yee użył Kosmicznego Teleskopu Spitzera, aby spróbować zaobserwować zakrycia. Chociaż obserwowali gwiazdę WASP 12 przez 16 okresów orbitalnych, udało im się znaleźć w danych tylko cztery słabe zakrycia. Ale to wystarczyło.

Te zakrycia można dopasować do tranzytów… a naukowcy odkryli, że zakrycia te następowały coraz szybciej – co odpowiada rozpadowi orbity wynoszącemu 29 milisekund rocznie. W tym tempie długość życia planety wynosi, jak obliczyli astronomowie, około 3,25 miliona lat.

Teraz nowy zespół naukowców pod kierownictwem Jake’a Turnera z Cornell University szukał oznak rozpadu orbity w innym zbiorze danych – obserwacjach wykonanych przez teleskop NASA TESS, który został stworzony do polowania na planety, specjalnie zaprojektowany do obserwacji tranzytów i zakryć.

TESS zbadał region nieba, w którym znajdował się WASP-12 od 24 grudnia 2019 r. do 20 stycznia 2020 r. Na podstawie tych danych zespół wykrył 21 przejść. Zakrycia były zbyt “płytkie”, aby można je było wykryć indywidualnie, ale zespół był w stanie je wymodelować, aby znaleźć wzór najlepiej pasujący do danych TESS.

Te czasy przejść i zakryć połączono z wcześniejszymi danymi w analizie. Turner i jego zespół byli w stanie potwierdzić, że orbita WASP-12b rzeczywiście się rozpada. Ale robi to trochę szybciej, niż myśleliśmy – w tempie 32,53 milisekund rocznie, co oznacza, że życie planety dobiegnie końca za 2,9 miliona lat.

To brzmi jak kawał czasu, ale w kosmicznej skali to tylko mgnienie oka. Te odkrycia dramatycznie skróciły życie egzoplanety z szacowanych 10 milionów lat, przez które byłaby powoli wsysana przez swoją gwiazdę. Ale chociaż nie ma przed sobą świetlanej przyszłości, studiowanie WASP-12b może nas jeszcze wiele nauczyć. I chociaż jest to jedyna egzoplaneta, dla której stwierdziliśmy rozpad orbity, istnieją inne gorące egzoplanety, które powinny wykazywać podobne właściwości.

“W związku z tym dodatkowe dane mogą ujawnić, czy (te egzoplanety) rzeczywiście wskazują na rozpad orbit, czy też teoretyczne prognozy wymagają poprawy” – napisali Turner i jego zespół.

“Obserwacje czasowe dodatkowych układów są uzasadnione, ponieważ pomagają nam zrozumieć powstawanie, ewolucję i ostateczny los gorących Jowiszów”.

 

Źródła: Michelle Starr / Science Alert

Decaying Orbit of the Hot Jupiter WASP-12b: Confirmation with TESS Observations

The planet that shouldn’t exist

The Apparently Decaying Orbit of WASP-12b

The Orbit of WASP-12b Is Decaying

Hubble Finds a Star Eating a Planet

Zdjęcia: Jerzy Krezel / ArtStation

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x