Küçük yıldızın yörüngesindeki ‘yasak’ gezegen, gaz devi oluşum teorilerine meydan okuyor

Carnegie’den Shubham Kanodia liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi, TOI-5205 adlı küçük bir kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde büyük bir gaz devi gezegenin bulunduğu alışılmadık bir gezegen sistemi keşfetti. Yayınlanan bulguları, Astronomi Dergisigezegen oluşumu hakkında uzun süredir devam eden fikirlere meydan okuyun.

Güneşimizden daha küçük ve daha soğuk olan M cüceleri, Samanyolu galaksimizdeki en yaygın yıldızlardır. Küçük boyutlarından dolayı, bu yıldızlar güneşin yaklaşık yarısı kadar sıcak ve çok daha kırmızı olma eğilimindedir. Parlaklıkları çok düşük, ancak çok uzun ömürlüdürler. Kırmızı cüceler, diğer daha büyük kütleli yıldız türlerinden ortalama olarak daha fazla gezegene ev sahipliği yapsa da, oluşum geçmişleri onları gaz devlerine ev sahipliği yapmak için olası adaylar yapmaz.

Yeni keşfedilen gezegen TOI 5205b, ilk olarak NASA’nın Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tarafından potansiyel bir aday olarak tanımlandı. Kanodia’nın Carnegie’den Anjali Piette, Alan Boss, Johanna Teske ve John Chambers’ı içeren ekibi daha sonra gezegensel doğasını doğruladı ve çeşitli yer tabanlı aletler ve tesisler kullanarak onu karakterize etti.

Bu yıldızları inceleme konusunda uzman olan Kanodia, “Ev sahibi yıldız TOI-5205, Jüpiter’in yaklaşık dört katı büyüklüğünde, ancak bir şekilde Jüpiter boyutunda bir gezegen oluşturmayı başardı ki bu oldukça şaşırtıcı,” diye haykırdı. galaksimizin yaklaşık dörtte üçü henüz çıplak gözle görülemiyor.

Daha yaşlı M cüce yıldızlarının yörüngesinde dönen az sayıda gaz devi keşfedildi. Ancak şimdiye kadar, TOI-5205 gibi düşük kütleli bir M cücesinin etrafındaki gezegen sisteminde hiçbir gaz devi bulunamadı. Buradaki boyut karşılaştırmasını anlamak için, güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen Jüpiter benzeri bir gezegen, greyfurtun etrafında dönen bir bezelye ile karşılaştırılabilir; TOI-5205b için, ana yıldız çok daha küçük olduğu için, limonun etrafında dönen bir bezelye gibidir.

Aslında, Jüpiter kütleli TOI 5205b, ev sahibinin önünden geçtiğinde, ışığının yaklaşık yüzde yedisini bloke eder; bu, bilinen en büyük ötegezegen geçişlerinden biridir.

Gezegenler, genç yıldızları çevreleyen dönen gaz ve toz diskinde doğarlar. En yaygın olarak kullanılan gaz gezegen oluşumu teorisi, bu kayalık malzemenin yaklaşık 10 Dünya kütlesinin birikmesini ve büyük bir kayalık çekirdeği oluşturmasını gerektirir, ardından diskin komşu bölgelerinden büyük miktarlarda gazı hızla süpürerek dev gezegeni oluştururuz. bugün gör

Bunun gerçekleştiği zaman çerçevesi çok önemlidir.

Kanodia, “TOI-5205b’nin varlığı, bu gezegenlerin doğduğu diskler hakkında bildiklerimizi genişletiyor” dedi. “Başlangıçta, diskte ilk çekirdeği oluşturmaya yetecek kadar kayalık malzeme yoksa, o zaman gaz devi bir gezegen oluşamaz. Ve sonunda, disk, büyük çekirdek oluşmadan önce buharlaşırsa, o zaman bir gaz devi bir gezegen oluşturamaz. Yine de TOI-5205b bu korkuluklara rağmen oluştu. Gezegen oluşumuna ilişkin mevcut itibari anlayışımıza göre TOI-5205b var olmamalı; o ‘yasak’ bir gezegen.”

Ekip, gezegenin çok büyük geçiş derinliğinin, gezegenin atmosferine biraz ışık tutabilecek ve oluşumunun gizemi hakkında bazı ek ipuçları sunabilecek olan yakın zamanda başlatılan JWST ile gelecekteki gözlemler için son derece elverişli olduğunu gösterdi.

TESS takip araştırması, 10 m Hobby Eberly Teleskobu üzerindeki Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu (HPF; Teksas, ABD) ve Düşük Çözünürlüklü Spektrograf (LRS2; Teksas, ABD) kullanılarak, 3,5 m üzerindeki ARCTIC kamerası kullanılarak gerçekleştirildi. Apache Point Gözlemevi (APO; New Mexico, ABD), 3,5 m WIYN teleskobundaki NN-Explore Exoplanet Stellar Speckle Imager (NESSI, Arizona, ABD), 0,6 m Red Buttes Gözlemevi (RBO, Wyoming, ABD), ve 0,3 m Üç Yüz Milimetre Teleskop (TMMT, Şili).