Hogyan törte meg egy apró vörös törpecsillag a kozmikus elméleteket egy lehetetlen gázóriással
A csillagászok megdöbbentek a TOI-6894b által: egy ritka gázóriás, amely egy ultra-könnyű vörös törpecsillag körül kering, ellentmondva a jelenlegi bolyformation modelleknek.
- TOI-6894: Csak a Napunk tömegének 20%-a
- Óriásbolygók vörös törpék körül: Csak 1,5%-os előfordulási arány
- TOI-6894b: Kicsit nagyobb, mint a Szaturnusz, de a tömege csak a felét teszi ki
- Földtől való távolság: 238 fényév
A vörös törpék kozmikus minimalista lények – aprók, gyengék, és általában csak kis, sziklás bolygóknak adnak otthont. De egy ilyen csillag, a TOI-6894, éppen megfordította az asztrofizikát azzal, hogy bemutatott egy óriásbolygót, amely nem létezhetne.
A Földtől mindössze 238 fényévre elhelyezkedő TOI-6894 csillag mindössze a Napunk ötödét nyomja. Mégis, ennek a tollsúlyú csillagnak a körül kering a TOI-6894b – egy bolygó, amely kicsit nagyobb, mint a Szaturnusz, de csak a tömegének felét hordozza. Ez a zűrzavaros pár a tudósokat arra késztette, hogy átírják, mi lehetséges a bolygók kialakulásában.
Q: Miért olyan sokkoló TOI-6894b felfedezése?
Az óriásbolygók gyakoriak a világegyetemben. De egy vörös törpe körül találni egyet, olyan, mintha egy elefántot találnánk egy nyúlfarknyi üregben. A statisztikai elemzések azt mutatják, hogy a gázóriások csak a vörös törpék 1,5%-át keringenek. Még vadabb: a TOI-6894 most hivatalosan is a legkisebb tömegű csillag, amely ilyen nehéz kísérőt hordoz, megelőzve az előző rekordtartót, amelynek tömege 60%-kal kisebb.
A kutatók több mint 91 000 halvány vörös törpét vizsgáltak a NASA TESS űrszondájával, keresve a bolygói transziteket. A kozmikus szénakazalban a TOI-6894b kiemelkedett – egy csillagászati tű, amely nem lenne szabad, hogy létezzen.
Q: Hogyan erősítették meg a tudósok a bolygó méretét és tömegét?
Miután a TESS adatain belül észlelték a TOI-6894b árnyékát, a csillagászok világszínvonalú eszközöket használtak a megerősítéshez. Chile Nagyon Nagy Teleszkópja és a Kanada–Francia–Hawái Teleszkóp mindkettő nyomon követte a csillagot, hogy pontosan meghatározzák a bolygó tömegét és méretét. Felfedezéseik megdöbbentették a tudományágat: egy gázóriás ott, ahol a fizika szerint nem létezhetne.
Hogyan tudott egy ilyen óriásbolygó kialakulni egy ilyen kicsi csillag körül?
A bolygók kialakulására vonatkozó modelleknek nehézséget okoz ez a furcsaság magyarázata. A klasszikus „mag akreciós” recept — amelyet olyan óriások, mint a Jupiter és a Szaturnusz magyarázatára használnak — általában megköveteli, hogy egy vaskos sziklás magot kell építeni, amely gázokat gyűjt a környező korongból. A vörös törpéknek pedig nincs elegendő nyersanyaga ahhoz, hogy ilyen hatalmas bolygókat építsenek.
A számítások azt mutatják, hogy a TOI-6894b magja akár 12-szerese is lehet a Föld tömegének. Ez már közel van ahhoz a felső határhoz, ami a vörös törpék körüli korongok esetében lehetségesnek valószínű. Az egyik elmélet szerint a bolygó lassú, fokozatos akréció révén nőtt — sosem érte el a robbanásszerű „gázgrab” állapotot, amely szükséges lenne egy igazi Szaturnuszhoz vagy Jupiterhez. Alternatív megoldásként a „korong instabilitás” modell — egy kaotikusabb, felülről lefelé irányuló összeomlás — is életbe léphet, de a súlyosak mint a TOI-6894 körüli életképessége vitatott.
Q: Mitől kulcsfontosságú TOI-6894b légköre a rejtélyhez?
A TOI-6894b rendkívül közel kering a hűvös gazdanapjának — mindössze 3,89 millió kilométerre, és minden 3,37 nap alatt bejár egy kört. Mégis, mivel csillaga sokkal hűvösebb, mint a Napunk, légköre viszonylag kellemes 147 °C (296 °F) hőmérsékleten pezseg.
Ez a ritka hőmérsékletti koktél egy metánban gazdag légkört hozhat létre, amely még ritkább az exobolygók tudományában. Még ammónia is észlelhető lenne — egy példátlan felfedezés a Naprendszeren kívül.
A James Webb Űrteleszkóp (JWST) hamarosan közelebbről megvizsgálja a bolygót, egy jóváhagyott tanulmánnyal a következő 12 hónapos kutatási ciklusában. Ezeknek a légköri titkoknak a feltárása végre feltárhatja a bolygó valódi eredetét — és talán arra kényszeríti a csillagászokat, hogy egy teljesen új kialakulási modellt találjanak ki.
Hány vörös törpe rejthet el rejtett óriásokat?
A vörös törpék a galaxis legbőségesebbek, a Tejútrendszer 100 milliárd csillagának 75%-át teszik ki. Még egy 1,5%-os arány mellett is ez azt jelenti, hogy több mint egymilliárd ilyen „lehetetlen” óriás bújkálhat a közelben.
Néhány — mint például LHS 3154b, GJ 3512b/c és TZ Ari b — már ismert. De a TOI-6894b, amelyet a Nature Astronomy június 4-i számában publikáltak, most a legextrémebb eltérés — új reményt adva a további kozmikus furcsaságok felfedezésére.
Hogyan reagál a tudományág?
Ahogy egyre több teleszkóp pásztázza az eget, a csillagászok további szabályszegő bolygókra készülnek. Az exobolygók tudományának következő fejezetei mindent megkérdőjelezhetnek, amit tudtunk arról, hogy hogyan születnek a világok.
Figyelj a további űrmegjelenésekre, és győződj meg arról, hogy kész vagy észlelni a következő kozmikus meglepetést! Íme a csillagász ellenőrző listája:
- Kövess frissítéseket a NASA Exobolygó Felfedező Programjából
- Várd a JWST TOI-6894b eredményeit
- Kövesd a felfedezéseket vezető folyóiratokban, mint a Science és a Nature
- Olvasd el a legutóbbi exobolygó felfedezéseket a Space.com oldalon
A világegyetem tele van meglepetésekkel — ne hagyd ki a lehetőséget, hogy tanúja legyél a következő kozmikus szabályszegőnek!