Kendi güneşi için fazla büyük olan devasa gezegen, gökbilimcileri dış gezegen oluşumunu yeniden düşünmeye itiyor

Tavuk kümesinde yumurta arayan bir çiftçi olduğunuzu düşünün; ancak tavuk yumurtası yerine, bir tavuğun yumurtlayabileceğinden çok daha büyük bir devekuşu yumurtası buldunuz.

Biraz öyle bizim takım gökbilimcilerin ne zaman hissettik devasa bir gezegen keşfettiBu yılın başlarında, Dünya’dan 13 kat daha ağır, Dünya’nın güneşinden dokuz kat daha az kütleli, soğuk, donuk kırmızı bir yıldızın etrafında dolaştı.

M yıldızı adı verilen daha küçük yıldız, Dünya’nın güneş sistemindeki güneşten daha küçük olmasının yanı sıra 100 kat daha az parlaktır. Böyle bir yıldızın, gezegen oluşturma diskinde böylesine büyük bir gezegeni doğuracak kadar malzeme bulunmaması gerekir.

Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu

Geçtiğimiz on yılda ekibimiz Penn State’de, bu sönük, soğuk yıldızlardan gelen, insan gözünün hassasiyetinin ötesindeki dalga boylarındaki ışığı (yakın kızılötesinde) tespit edebilen yeni bir cihaz tasarladı ve üretti; ışıklarının çoğunu yayarlar.

Batı Teksas’taki 10 metrelik Hobby-Eberly Teleskobu’na bağlı olan enstrümanımız, Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu, bir gezegenin kütleçekimsel olarak onu çekmesi sırasında yıldızın hızındaki hafif değişimi ölçebilir. Doppler radyal hız tekniği olarak adlandırılan bu teknik, dış gezegenleri tespit etmek için mükemmeldir.

“ötegezegen“, güneş dışı ve gezegen kelimelerinin birleşimidir, dolayısıyla bu terim, Dünya’nın güneşi olmayan bir yıldızın etrafında yörüngede bulunan gezegen büyüklüğündeki herhangi bir cisim için geçerlidir.

Otuz yıl önce Doppler radyal hız gözlemleri şunun keşfini mümkün kıldı: 51 Pegasus bGüneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen bilinen ilk ötegezegen. Sonraki yıllarda bizim gibi gökbilimciler bu tekniği geliştirdiler. Bunlar giderek daha kesin Ölçümlerin önemli bir amacı var: Kayalık gezegenlerin keşfedilmesini sağlamak. yaşanabilir bölgelergezegen yüzeyinde sıvı suyun tutulabileceği yıldızların etrafındaki bölgeler.

Doppler tekniği henüz Güneş büyüklüğündeki yıldızların etrafında Dünya kütlesinde yaşanabilir bölge gezegenlerini keşfetme yeteneğine sahip değil. Ancak soğuk ve sönük M yıldızları, aynı Dünya boyutundaki gezegen için daha büyük bir Doppler imzası gösteriyor. Yıldızın kütlesinin düşük olması, yörüngedeki gezegen tarafından daha fazla çekilmesine neden olur. Ve daha düşük parlaklık, daha yakın yaşanabilir bölge ve daha kısa bir yörünge, bu da gezegenin tespit edilmesini kolaylaştırıyor.

Bu küçük yıldızların etrafındaki gezegenler, ekibimizin keşfetmek için Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu’yu tasarladığı gezegenlerdi. Yeni keşfimiz, dergide yayınlandı BilimSoğuk sönük M yıldızı LHS 3154’ün (tavuk kümesindeki devekuşu yumurtası) yakın çevresinde dönen devasa bir gezegenin görüntüsü gerçek bir sürpriz oldu.

LHS 3154b: Var olmaması gereken gezegen

Gezegenler gaz ve tozdan oluşan disklerde oluşur. Bu diskler, çakıl taşlarına dönüşen toz taneciklerini bir araya getirir ve sonunda katı bir gezegen çekirdeği oluşturmak üzere birleşir. Çekirdek oluştuğunda gezegen, katı tozun yanı sıra hidrojen ve helyum gibi çevredeki gazları da yerçekimsel olarak çekebilir. Ancak bunu başarılı bir şekilde yapabilmek için çok fazla kütleye ve malzemeye ihtiyaç var. Gezegenlerin bu şekilde oluşmasına denir çekirdek birikimi.

LHS 3154 kadar düşük kütleli, Güneş’ten dokuz kat daha az kütleli bir yıldızın buna uygun olarak düşük kütleli bir gezegen oluşum diski olması gerekir.

Bu kadar düşük kütleli bir yıldızın etrafındaki tipik bir disk, böyle bir gezegeni yaratacak kadar ağır bir çekirdek oluşturmaya yetecek kadar katı malzemeye veya kütleye sahip olmamalıdır. Ekibimizin yürüttüğü bilgisayar simülasyonlarından, böyle bir gezegenin normalde varsayıldığından en az 10 kat daha büyük bir diske ihtiyacı olduğu sonucuna vardık. gezegen oluşturan disklerin doğrudan gözlemlerinden.

Farklı bir gezegen oluşumu teorisi, yerçekimsel dengesizlikDiskteki gaz ve tozun doğrudan çökerek bir gezegen oluşturduğu yer, aynı zamanda çok büyük bir disk olmadan böyle bir gezegenin oluşumunu açıklamakta da zorlanıyor.

En yaygın yıldızların etrafındaki gezegenler

Soğuk, loş M yıldızları galaksimizdeki en yaygın yıldızlar. DC çizgi roman bilgisinde Süpermen’in ana dünyası, Kripton gezegeni bir M cüce yıldızının yörüngesindeydi.

Gökbilimciler, Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu ve diğer araçlarla yapılan keşiflerden, en büyük M yıldızlarının etrafında yakın yörüngelerde bulunan dev gezegenlerin olduğunu biliyorlar. en az 10 kat daha nadir Güneş benzeri yıldızların etrafındakilere göre daha fazladır. Ve LHS 3154b’nin keşfine kadar, en küçük M yıldızlarının etrafında yakın yörüngelerde bulunan bu kadar büyük gezegenlerin olmadığını biliyoruz.

Gezegenlerin en havalı komşularımızın etrafında nasıl oluştuğunu anlamak, hem genel olarak gezegenlerin nasıl oluştuğunu hem de çok sayıda yıldız türünün etrafındaki kayalık dünyaların nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamamıza yardımcı olacaktır. Bu araştırma dizisi aynı zamanda gökbilimcilerin M yıldızlarının yaşamı destekleyip desteklemediğini anlamalarına da yardımcı olabilir.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okumak orijinal makale.