Tess ve JWST, parçalanan gezegen iç mekanlarını ortaya çıkarır

Amerikan Astronomi Derneği’nin 2025 toplantısında, Penn State ve MIT’de merkezli iki gökbilimci takımı, aşırı bir gezegen yıkım biçimi hakkında bağımsız olarak yeni keşifler duyurdu: görünüşe göre ev sahibi yıldızlarının yoğun sıcaklığı altında parçalanan kayalık gezegenler.

Penn State ekibi verilen James Webb Uzay Teleskopunu (JWST) kullanarak Rocky Planet’in İç Kompozisyonunun Yeni Ölçümleri, MIT Ekibi verilen Geçiş Exoplanet Survey Uydu (TESS) kullanarak bugüne kadar en yakın ve en hızlı parçalanan gezegenin keşfi. Bulgular şu adreste yayınlandı. Arxiv ön hazırlık sunucusu.

Her iki uzay gözlemcisi de binlerce yıldıza baktı, küçük, periyodik ışık düşüşleri – geçişler olarak adlandırılan – onları dünya ve güneş arasında tesadüfi alan yörüngelerde yörüngede yörüngeye baktı. Normalde, bu düşüşler simetriktir ve her birkaç haftada veya ayda bir ortaya çıkar – gezegen her yörüngesinde yörüngede.

Nadir durumlarda, gezegenler yıldızlarını birkaç saatte bir yörüngede, çünkü yıldızlarına son derece yakınlar, ultra kısa dönem gezegenleri veya USP’ler olarak adlandırılırlar.

Parçalanan gezegenler, USP’lerin son derece nadir bir alt kategorisidir – sadece yüzeylerini buharlaştıracak kadar sıcak olanlar ve yerçekimsel olarak tutamayacak kadar küçük olanlar gözlemlenebilir. Bu malzeme, gezegeni, transit sinyali değiştirme mukavemetini her yörüngeye dönüştüren dinamik, kaotik bir süreçte bırakır. Karakteristik olarak, toz uzaya kaçarken, bir kuyruklu yıldız kuyruğununkine benzeyen bir toz kuyruğunun oluşumudur.

“Bu gezegenler tam anlamıyla bağırsaklarını bizim için uzaya döküyor ve JWST ile nihayet kompozisyonlarını incelemek ve diğer yıldızların gerçekte hangi gezegenlerin yapıldığını görmek için araçlara sahibiz.” Dedi. Penn Eyaletinde öğrenci Goketetler ve Yaşanabilir Dünyalar Merkezi’nde ve çalışmalardan birinin baş yazarı.

“Güneş sistemindeki gezegenlerin iç kısmını doğrudan ölçmenin çok zor olması dikkat çekicidir – sadece Dünya’nın mantosuna göre sınırlı örneklemeye sahibiz ve Merkür, Venüs veya Mars’ınkine erişimimiz yok – ama burada gezegenler yüzlerce hafif bulduk. İç mekanlarını uzaya gönderen ve spektrograflarımızla çalışmamız için onları geri aydınlatan yıllar sonra, “Penn State çalışmasının ortak yazarı ve Tusay’ın Ph.D. Süpervizör.

“Karasal gezegen iç mekanlarını anlamak için dikkate değer ve tesadüfi bir fırsat.”

Penn State ekibi, JWST’nin bu buharlaşan gezegenlerden birine ev sahipliği yapmak için genişletilmiş K2 misyonunun bir parçası olarak keşfedilen bir yıldız olan K2-22’deki spektrografını eğitti. Bu gezegen her 9.1 saatte bir yörüngede ve 2.100 K yüzey sıcaklığına sahiptir – sadece erimek değil, demir ve salonun boşluğuna buharlaştırmaya yeterlidir.

Tusay, “K2-22B’nin asimetrik bir geçiş profiline sahip, çünkü gezegenin tozlu atık bulutu yıldızın önünde ortaya çıkıyor ve kuyruklu yıldız gibi genişletilmiş kuyrukların kanıtını gösteriyor.” Dedi. Tusay’ın ekibi, etkinlik sırasında spektrumla geçişten önce ve sonra yıldızın spektrumunu karşılaştırdı.

“Ne bekleyeceğimizi bilmiyorduk,” dedi Wright, bu dış gezegen kuyruklarını araştırmak için JWST’nin nasıl kullanılacağı konusunda daha önce bir çalışmayı yazdı. Bazı gökbilimciler bu gezegenlerin tüm dış malzemelerini zaten kaybetmesini ve sadece çıplak bir demir çekirdeğe sahip olmasını bekliyordu.

Diyerek şöyle devam etti: “Hala mantıklarına veya potansiyel olarak kabuklu malzemelerine sahip olabileceklerinden umutluduk. JWST’nin spektroskopik olarak ayırt edebileceği yollar, “diye ekledi Wright.

Tusay, “Kuyruğu çok yoğun olduğunda gezegeni gözlemlemediğimiz için talihsiziz, bu yüzden spektrumumuz tahmin ettiğimizden daha zayıf ve daha zordu.” Dedi.

Yine de, malzemenin bir silikat malzemesinden, örneğin bir mantodan olduğu fikriyle geniş ölçüde tutarlı bir spektrum buldular. Ekip ayrıca 4.5 ve 5.1 mikronda beklenmedik, dar özellikler buldu.

Bu, ekibin orijinal modellerinde değildi ve karbondioksit (CO ile tutarlı görünüyor₂) ve nitrik oksit (no) – Dünya veya cıva gibi karasal gezegenlerin mantoları değil, genellikle kuyruklu yıldızlar gibi buzlu cisimlerle ilişkili iki bileşik. “Aslında bir tür ‘kim sipariş-bu?’ An, “dedi Tusay.

Ekip, tekniğin geçerliliğini belirlediklerine göre, bu özellikleri daha yüksek öneme göre doğrulamak ve teorisyenlerin bu garip nesneyi daha iyi modellemelerine yardımcı olmak için veri toplamak için JWST’yi daha fazla kullanabileceklerini umuyor.

Bu tür gezegenlerin çalışmaları, Tess tarafından bulunan yeni bir parçalanan gezegenin keşfini açıklayan MIT ekibinin çabaları sayesinde büyük bir sıçrama yaptı.

MIT Tess Bilim Ofisi’nde doktora sonrası araştırmacı ve MIT çalışmasının lideri Marc Hon, “BD+05 4868 A’nın yörüngesinde gezegen, bugüne kadarki en belirgin toz kuyruklarına sahip.” Dedi.

“Hızla buharlaşan gezegenden çıkan toz kuyrukları devasa. Yaklaşık 9 milyon km’lik uzunluğu, her 30 buçuk saatte bir gezegenin yörüngesinin yarısından fazlasını çevreliyor.”

BD+05 4868 AB’den gelen toz kuyruklarının derecesi, 15 saate kadar süren genişletilmiş transit süresi ve yıldızın yayılan ışığının% 1’ini bloke eden geçişlerin önemli derinliği ile ortaya çıkar.

K2-22B gibi, tek bir kuyruklu yıldız benzeri kuyruk yerine, BD+05 4868 AB iki tanesi var-biri lider ve biri gezegenin yörüngesini takip ediyor. İki ayırt edici kuyruğun varlığı, gezegenden çıkan değişen boyutlarda toz tanelerinin varlığına atfedilir. Önde gelen kuyruğun, çöl kumu ile karşılaştırılabilir, daha büyük toz taneleri içerdiğine inanılırken, arka kuyruk öncelikle kurum parçacıklarına benzer şekilde daha ince tanelerden oluşur.

BD+05 4868 AB’nin toz kuyruklarının kapsamına dayanarak, MIT çalışması, gezegenin her milyon yılda bir ayın değeri yaklaşık bir oranda hızla parçalanması gerektiğini düşünmektedir. BD+05 4868 Ab, Ay’ın kütlesi hakkında alındığında, gezegen bir ila iki milyon yıl içinde tamamen buharlaşacaktır, bu da kozmik zaman çizelgeleri üzerinde hızlıdır.

Hon, “Gezegenin buharlaşma oranı tamamen felaket ve bu ölmekte olan gezegenin son saatlerine tanık olduğumuz için inanılmaz şanslıyız.” Dedi.

“BD+05 4868 AB hakkında da son derece heyecan verici olan şey, diğer parçalanan gezegenlerden en parlak ev sahibi yıldıza sahip olması-K2-22’den yaklaşık 100 kat daha parlak-bu tür sistemlerin gelecekteki parçalanan çalışmaları için bir ölçüt olarak ortaya koymasıdır.” Dedi. MIT Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nde araştırma bilimcisi ve MIT projesinin ortak yazarı Avi Shporer.

“Çalışmamızdan önce, bilinen diğer üç parçalanan gezegen, hafif yıldızların etrafındaydı ve onları çalışmaya zorlaştırdı.”

İki takım ortaklaşa BD+05 4868 A’yı K2-22 ile aynı şekilde incelemek için bir JWST önerisi sundu. Shporer, “BD+05 4868 A’dan almamız gereken veri kalitesi zarif olacak” dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu çalışmalar, dış gezegen iç mekanları anlamak için bu yaklaşımın geçerliliğini kanıtladı ve JWST ile yepyeni bir araştırma hattının kapısını açtı.”