Jorden är dömd – men inte på 5 miljarder år. Vår planet kommer att stekas när vår sol expanderar och blir en röd jätte, men exoplaneten WASP-12b, ligger 600 ljusår bort i stjärnbilden Auriga, har mindre än en tusendel kvar av den tiden:jämförelsevis ynka 3 miljoner år.

Ett Princeton-ledda team av astrofysiker har visat att WASP-12b spiralerar in mot sin värdstjärna, på väg mot viss förstörelse. Deras tidning kommer ut den 27 december, 2019, frågan om Astrofysiska tidskriftsbrev .

WASP-12b är känd som en "het Jupiter, "en gigantisk gasformig planet som vår grannplanet Jupiter, men som är mycket nära sin egen stjärna, kretsar runt sin sol på bara 26 timmar. (Däremot, vi tar 365 dagar att kretsa, och till och med Merkurius, den innersta planeten i vårt solsystem, tar 88 dagar.)

"Ända sedan upptäckten av den första "heta Jupiter" 1995 – en upptäckt som erkändes med årets Nobelpris i fysik – har vi undrat hur länge sådana planeter kan överleva, " sa Joshua Winn, en professor i astrofysiska vetenskaper vid Princeton och en av författarna till tidningen. "Vi var ganska säkra på att de inte kunde vara för evigt. Den starka gravitationsinteraktionen mellan planeten och stjärnan borde få planeten att spiralera inåt och förstöras, men ingen kunde förutse hur lång tid detta tar. Det kan vara miljontals år, det kan vara miljarder eller biljoner. Nu när vi har mätt hastigheten, under åtminstone ett system - det är miljontals år - har vi en ny ledtråd om stjärnors beteende som flytande kroppar."

Problemet är att när WASP-12b kretsar runt sin stjärna, de två kropparna utövar gravitationskrafter på varandra, höjer "tidvatten" som havets tidvatten som höjs av månen på jorden.

Inuti stjärnan, dessa flodvågor får stjärnan att bli något förvrängd och att svänga. På grund av friktion, dessa vågor slår in och svängningarna dör ner, en process som gradvis omvandlar planetens orbitala energi till värme i stjärnan.

Friktionen i samband med tidvattnet utövar också ett gravitationsmoment på planeten, får planeten att spiralera inåt. Att mäta hur snabbt planetens omloppsbana krymper avslöjar hur snabbt stjärnan försvinner orbitalenergin, som ger astrofysiker ledtrådar om stjärnors inre.

"Om vi ​​kan hitta fler planeter som WASP-12b vars banor håller på att förfalla, vi kommer att kunna lära oss om evolutionen och det slutliga ödet för exoplanetära system, " sa första författaren Samuel Yee, en doktorand i astrofysiska vetenskaper. "Även om detta fenomen har förutspåtts för närliggande jätteplaneter som WASP-12b tidigare, det är första gången vi har fångat denna process i aktion."

En av de första som gjorde den förutsägelsen som var Frederic Rasio, Joseph Cummings professor i fysik och astronomi vid Northwestern University, som inte var involverad i Yee och Winns arbete. "Vi har alla väntat i nästan 25 år på att denna effekt ska upptäckas observationsmässigt, ", sade Rasio. "Konsekvenserna av den korta tidsskalan som mäts för orbital sönderfall är också mycket viktiga. I synnerhet betyder det att det måste finnas många fler heta Jupiters som redan har gått hela vägen. När de kommer till Roche-gränsen - tidvattenavbrottsgränsen för ett objekt i en cirkulär bana - kan deras höljen bli avskalade, avslöjar en stenig kärna som ser ut precis som en superjord (eller kanske en mini-Neptunus om de kan behålla lite av sitt hölje)."

Rasio redigerar också Astrofysiska tidskriftsbrev , tidskriften där den nya tidningen visas. Forskarna hade ursprungligen skickat in sin uppsats till en mindre prestigefylld systertidskrift som också publicerades av American Astronomical Society, men Rasio omdirigerade den till ApJ Letters på grund av forskningens "särskilt stora betydelse". "En del av mitt jobb är att se till att alla större nya upptäckter som presenteras i manuskript som skickats till AAS Journals övervägs för publicering i ApJ Letters, " sade han. "I det här fallet var det en no-brainer."

WASP-12b upptäcktes 2008 genom transitmetoden, där astronomer observerar ett litet dopp i en stjärnas ljusstyrka när planeten passerar framför den, varje gång den slutför en omloppsbana. Sedan dess upptäckt, intervallet mellan på varandra följande nedgångar har förkortats med 29 millisekunder per år - en observation som först noterades 2017 av medförfattaren Kishore Patra, sedan en undergraduate vid Massachusetts Institute of Technology.

Den lilla förkortningen kan tyda på att planetens bana krymper, men det finns andra möjliga förklaringar:Om WASP-12bs bana är mer oval än cirkulär, till exempel, de uppenbara förändringarna i omloppsperioden kan orsakas av den ändrade orienteringen av omloppsbanan.

Sättet att vara säker på om omloppsbanan faktiskt förkortas är att se planeten försvinna bakom sin stjärna, känd som ockultation. Om omloppsbanan bara ändrar riktning, den faktiska omloppsperioden förändras inte, så om transitering sker snabbare än förväntat, ockultationer bör ske långsammare. Men om omloppsbanan verkligen förfaller, tidpunkten för både transiter och ockultationer bör ändras i samma riktning.

Under de senaste två åren, forskarna har samlat in mer data, inklusive nya ockultationsobservationer gjorda med Spitzer Space Telescope.

"Dessa nya data stöder starkt scenariot för orbital förfall, vilket tillåter oss att bestämt säga att planeten verkligen spiralerar mot sin stjärna, ", sa Yee. "Detta bekräftar de långvariga teoretiska förutsägelserna och indirekta data som tyder på att heta Jupiters så småningom skulle förstöras genom denna process."

Denna upptäckt kommer att hjälpa teoretiker att förstå stjärnornas interna funktion och tolka andra data som rör tidvatteninteraktioner, sa Winn. "Den berättar också om livstiderna för heta Jupiters, en ledtråd som kan bidra till att kasta ljus över bildandet av dessa konstiga och oväntade planeter."