Güneşi için fazla büyük bir gezegenin keşfi, güneş sistemi oluşum modellerini boşa çıkarıyor

Penn State araştırmacılarına göre, kendi güneşi için çok büyük bir gezegenin keşfi, gezegenlerin ve güneş sistemlerinin oluşumu hakkında daha önce anlaşılan şeyleri sorguluyor.

Dergide yayınlanan bir makalede BilimAraştırmacılar, kendisi de güneşten dokuz kat daha az kütleye sahip olan “ultracool” yıldız LHS 3154’ün yörüngesinde dönen, Dünya’dan 13 kat daha büyük bir gezegenin keşfedildiğini bildirdi. Yeni bulunan gezegenin, ev sahibi yıldızıyla kütle oranı, Dünya ve Güneş’inkinden 100 kat daha fazla.

Bulgu, evrendeki en az kütleli ve en soğuk yıldız olan ultra soğuk bir cüce yıldızın etrafında yakın bir yörüngede bulunan bilinen en büyük gezegeni ortaya çıkarıyor. Keşif, mevcut teorilerin küçük yıldızların etrafında gezegen oluşumuna ilişkin tahminlerine aykırıdır ve ilk kez bu kadar yüksek kütleye sahip bir gezegenin, bu kadar düşük kütleli bir yıldızın yörüngesinde tespit edildiğine işaret etmektedir.

Makalenin ortak yazarı ve Penn State’den Verne M. Willaman Astronomi ve Astrofizik Profesörü Suvrath Mahadevan, “Bu keşif gerçekten de evren hakkında ne kadar az şey bildiğimizi ortaya koyuyor” dedi. “Bu kadar düşük kütleli bir yıldızın etrafında bu kadar ağır bir gezegenin var olmasını beklemiyorduk.”

Yıldızların büyük gaz ve toz bulutlarından oluştuğunu açıkladı. Yıldız oluştuktan sonra gaz ve toz, yeni doğan yıldızın yörüngesinde dönen ve sonunda gezegenlere dönüşebilecek malzeme diskleri olarak kalır.

Mahadevan, “Düşük kütleli yıldız LHS 3154’ün etrafındaki gezegen oluşturan diskin, bu gezegeni oluşturmaya yetecek kadar katı kütleye sahip olması beklenmiyor.” dedi. “Ama o orada bir yerde, bu yüzden şimdi gezegenlerin ve yıldızların nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı yeniden incelememiz gerekiyor.”

Araştırmacılar, Mahadevan liderliğindeki bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından Penn State’te inşa edilen astronomik spektrografı kullanarak LHS 3154b adlı büyük boyutlu gezegeni tespit etti. Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu veya HPF olarak adlandırılan cihaz, güneş sistemimizin dışındaki en soğuk yıldızların yörüngesinde dönen ve yüzeylerinde yaşam için önemli bir bileşen olan sıvı su bulundurma potansiyeli olan gezegenleri tespit etmek için tasarlandı.

Güneşimiz gibi yıldızların çevresinde bu tür gezegenleri tespit etmek çok zor olsa da, aşırı soğuk yıldızların düşük sıcaklığı, yüzeylerinde sıvı su bulundurabilen gezegenlerin, yıldızlarına Dünya ve Güneş’e göre çok daha yakın olduğu anlamına geliyor. Mahadevan, bu gezegenler ve yıldızları arasındaki bu kısa mesafenin, aşırı soğuk yıldızların düşük kütlesiyle birleştiğinde, gezegenin varlığını bildiren tespit edilebilir bir sinyalle sonuçlandığını açıkladı.

Mahadevan, “Yıldızın bir kamp ateşi olduğunu düşünün. Ateş ne ​​kadar soğursa, ısınmak için ateşe o kadar yaklaşmanız gerekecek” dedi. “Aynı şey gezegenler için de geçerli. Eğer yıldız daha soğuksa, o zaman sıvı su içerecek kadar sıcak olacaksa gezegenin o yıldıza daha yakın olması gerekir. Eğer bir gezegen, ultra soğuk yıldızına yeterince yakın bir yörüngeye sahipse Bunu, yıldızın tayfındaki veya yörüngesindeki bir gezegen tarafından çekilen ışıktaki renkteki çok ince bir değişikliği görerek tespit edebiliriz.”

Teksas’taki McDonald Gözlemevi’ndeki Hobby-Eberly Teleskobu’nda bulunan HPF, yakın yıldızlardan gelen bu tür kızılötesi sinyallerin bugüne kadarki en yüksek hassasiyetteki ölçümlerinden bazılarını sağlıyor.

NASA’dan Guðmundur Stefánsson şöyle konuştu: “HPF ile keşif yapmak çok özeldi; zira bu, en düşük kütleli yıldızların etrafındaki keşfedilmemiş gezegen nüfusuna bakmak amacıyla sıfırdan tasarladığımız, geliştirdiğimiz ve inşa ettiğimiz yeni bir cihazdır.” Princeton Üniversitesi’nde Astrofizik alanında Sagan Üyesi ve makalenin baş yazarı, HPF’nin geliştirilmesine yardımcı oldu ve Penn State’te yüksek lisans öğrencisi olarak bu çalışmada çalıştı.

“Şimdi, en yakın yıldızlardan bazılarının yörüngesinde dönen bu heyecan verici gezegen popülasyonunun yeni ve beklenmedik yönlerini öğrenerek meyvelerini topluyoruz.”

Stefánsson, cihazın yeni gezegenlerin keşfi ve onaylanması konusunda halihazırda kritik bilgiler sağladığını ancak LHS 3154b gezegeninin keşfinin tüm beklentileri aştığını açıkladı.

Penn State’de astronomi yüksek lisans öğrencisi ve araştırmanın ortak yazarı Megan Delamer, “HPF ve diğer cihazlarla yapılan mevcut araştırma çalışmalarına dayanarak, keşfettiğimiz nesneye benzer bir nesnenin muhtemelen son derece nadir olduğunu, dolayısıyla onu tespit etmek gerçekten heyecan vericiydi” dedi. kağıt. “Gezegen oluşumuna ilişkin mevcut teorilerimiz, gördüklerimizi açıklamakta zorluk çekiyor.”

Delamer, LHS 3154 yıldızının yörüngesinde dönen devasa bir gezegenin keşfedilmesi durumunda, ekibin ölçümleriyle ortaya çıkan ağır gezegen çekirdeğinin, gezegen oluşturan diskte mevcut modellerin öngördüğünden daha fazla miktarda katı madde gerektireceğini açıkladı.

Bu bulgu aynı zamanda, LHS 3154 gibi diski çevreleyen yıldızların (genç ve yeni oluştuklarında) toz-kütlesi ve toz-gaz oranının 10 kat daha yüksek olması gerektiğinden, yıldızların oluşumuna ilişkin önceki anlayışlara ilişkin soruları da gündeme getiriyor. Ekibin keşfettiği kadar büyük bir gezegen oluşturmak için gözlemlenenden daha fazla.

Mahadevan, “Keşfettiğimiz şey, mevcut tüm gezegen oluşumu teorileri için olağanüstü bir test durumu sağlıyor” dedi. “HPF’yi tam olarak bunu yapmak için kurduk; galaksimizdeki en yaygın yıldızların nasıl gezegen oluşturduğunu keşfetmek ve bu gezegenleri bulmak.”