Sanatçının, daha önce düşük kütleli bir yıldızın yörüngesinde dolaştığı keşfedilen bir gaz devi olan NGTS-1b gezegenindeki gün doğumu izlenimi. Kredi bilgileri: Warwick Üniversitesi/Mark Garlick
Kütlesi Güneş’in yarısından az olan yıldızlar, Güneş’e benzer devasa gaz devlerini barındırabilir. JüpiterUniversity College London (UCL) ve Warwick Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yakın zamanda yapılan bir araştırma, gezegen oluşumuna ilişkin yaygın teoriyle çeliştiğini ortaya koyuyor.
Diğer gök cisimleriyle birlikte gaz devi gezegenler, genç yıldızları çevreleyen maddi disklerden kaynaklanır. Çekirdek yığılma teorisi, bu gezegenlerin başlangıçta, Dünya’nın kütlesinin 15 ila 20 katı bir kütleye ulaştıklarında gazlı bir dış tabakayı çeken kaya, buz ve diğer ağır katılardan oluşan bir çekirdek geliştirdiğini varsayar.
Bununla birlikte, düşük kütleli yıldızlar, modellerin tahminine göre, bu şekilde bir gaz devi oluşturmak için yeterli malzeme sağlamayacak veya en azından disk parçalanmadan önce yeterince hızlı olmayacak düşük kütleli disklere sahiptir.
Yakın zamanda yayınlanan çalışmada, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri (MNRAS) ve Birleşik Krallık Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) tarafından finanse edilen araştırmacılar, 91.306 düşük kütleli yıldıza baktılar. NASAGeçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) ve 15 vakada yıldızın önünden geçen bir gaz devine karşılık gelen ışığın parlaklığında düşüşler bulundu.
Sanatçının, daha önce düşük kütleli bir yıldızın yörüngesinde dolaştığı keşfedilen bir gaz devi olan NGTS-1b gezegenindeki gün doğumu izlenimi. Kredi bilgileri: Warwick Üniversitesi/Mark Garlick
15 potansiyel dev gezegenden beşinin o zamandan beri bağımsız yöntemler kullanılarak gezegen olduğu doğrulandı. Bu doğrulanmış gezegenlerden biri, Güneş’in kütlesinin beşte biri kadar olan bir yıldızın yörüngesinde dönüyor ki bu, gezegen oluşum modellerine göre mümkün olmayacak.
Baş yazar Dr. Ed Bryant (UCL’deki Mullard Uzay Bilimi Laboratuvarı, eski adıyla Warwick ÜniversitesiDoktorasının bir parçası olarak çalışmayı başlatan ), şunları söyledi: “Düşük kütleli yıldızlar, dev gezegenler oluşturmada düşündüğümüzden daha iyi. Sonuçlarımız, gezegen oluşum modelleri için ciddi soruları gündeme getiriyor. Özellikle, Güneş’in kütlesinin %20’si kadar küçük yıldızların yörüngesinde dönen gaz devlerine ilişkin tespitimiz, mevcut teoriyle çelişiyor.”
Yardımcı yazar Dr. Vincent Van Eylen (UCL’deki Mullard Uzay Bilimi Laboratuvarı): “Düşük kütleli yıldızların çevresinde nadir de olsa gaz devlerinin var olması beklenmedik bir bulgu ve gezegen oluşum modellerinin gözden geçirilmesi gerekeceği anlamına geliyor. ”
Muhtemel bir yorum, gaz devlerinin çekirdek birikimi yoluyla değil, bir yıldızı çevreleyen diskin gezegen büyüklüğünde toz ve gaz kümelerine parçalandığı yerçekimi dengesizliği yoluyla oluştuğudur. Eğer durum buysa, düşük kütleli yıldızlar, Jüpiter’in kütlesinin iki veya üç katı olan çok büyük gaz devlerini barındırabilir. Bununla birlikte, düşük kütleli yıldızların etrafındaki diskler bu şekilde parçalanacak kadar büyük görünmediğinden, bu pek olası görülmemektedir.
Araştırmacıların söylediği bir başka açıklama da, gökbilimcilerin bir yıldız diskinin ne kadar büyük olabileceğini hafife aldıkları, yani küçük yıldızların çekirdek birikimi yoluyla dev gezegenler oluşturabileceği anlamına geliyor.
Bunun nedeni, ya teleskoplarla gözlemleyebildiğimiz disklerin kütlesini yanlış hesaplamış olmamız olabilir ya da disklerin, bir yıldızın yaşamının başlangıcında, gözlemlenmesi çok zorken (toz bulutlarının içine gömülü oldukları için) daha büyük bir kütleye sahip olmaları olabilir. , bir yıldızın yaşamının sonraki dönemlerinde onları gözlemleyebildiğimiz zamana kıyasla.
Ortak yazar Dr. Dan Bayliss (Warwick Üniversitesi) şunları söyledi: “Bu atagezegen disklerinin kütlelerini düşündüğümüz kadar iyi anlamamış olmamız mümkün. gibi güçlü yeni enstrümanlar James Webb Uzay Teleskobu bu disklerin özelliklerini daha detaylı inceleyebilecek.”
Araştırmacılar makalelerinde, dev gezegenlerin düşük kütleli yıldızların etrafında ne sıklıkta meydana geldiğini belirlemeye çalıştılar ve bu oluşum oranının, hangi çekirdek yığılma modellerinin tahmin edeceğine uyup uymadığını test ettiler.
Düşük kütleli yıldızların yaydığı ışıkta geçiş yapan gaz devlerinin sinyallerini belirlemek için bir algoritma kullandılar. Daha sonra bu sinyalleri incelediler ve bazı yanlış pozitifleri göz ardı ettiler.
Yöntemlerinin bu yıldızların yörüngesinde dönen gerçek gaz devlerini tespit etme olasılığını belirlemek için, gerçek TESS yıldız ışığı verilerine geçiş yapan gezegenlerin binlerce sinyalinin simülasyonlarını eklediler ve ardından bu gezegenlerden kaçının tespit edileceğini görmek için algoritmalarını çalıştırdılar.
Şimdi araştırmacılar, belirledikleri 15 aday gezegenden dokuzunun gezegen olduğunu doğrulamak (veya dışlamak) için çalışıyorlar (şimdiye kadar beşinin gezegen olduğu doğrulandı, biri yanlış pozitif). Bu adaylar potansiyel olarak eşlik eden yıldızlar olabilir veya parlaklıktaki düşüşlerin başka bir nedeni olabilir. Ekip, bu nesnelerin kütlelerini, ev sahibi yıldızın konumunda olası gezegenin yerçekimsel çekişini gösteren bir “yalpalama” arayarak anlayacak. Bu yalpalama, yıldız ışığının spektroskopik analizi yoluyla tespit edilebilir – yıldızın bizden uzağa veya bize doğru hareketini izlemek için farklı ışık bantları ölçülür.
Referans: “TESS ile düşük kütleli yıldızların yörüngesinde dönen dev gezegenlerin oluşum oranı”, yazan Edward M Bryant, Daniel Bayliss ve Vincent Van Eylen, 3 Mart 2023, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stad626