Vi har upptäckt mer än 5 000 planeter runt andra stjärnsystem. Bland exoplaneternas veritabla kosmiska menageri verkar det finnas en verklig brist på Neptunus-stora planeter nära deras stjärna.
En ny tidning har precis lagts upp på arXiv preprint-servern diskuterar en planet i storleken Saturnus nära sin värdstjärna som borde uppleva massförlust, men inte är det. Att studera den här världen ger en ny insikt om exoplanetbildning över hela universum.
Exoplaneter är verkligen fascinerande. Ända sedan upptäckten har loppet pågått för att upptäcka och katalogisera dem. Det ger oss en fantastisk möjlighet att utforska en mycket mer statistiskt signifikant datauppsättning för att förstå planetariska systembildning snarare än att bara studera det egna systemet.
Frånvaron av Neptunus-massexoplaneter närmare värdstjärnorna i exoplanetära system har varit lite av ett mysterium. Deras brist har tillskrivits en av två saker:fotoevaporation, där massa går förlorad genom jonisering av gas genom strålning, som sedan sprids bort från den joniserande källan; eller högexcentricitetsmigrering, där planeterna vandrar genom planetsystemet, som vi har sett med några av de jättelika planeterna i vårt solsystem.
För att skilja mellan dessa två möjligheter undersökte ett team av astronomer ledda av Morgan Saidel från California Institute of Technology ursprunget till TOI-1259 A b, som är en exoplanet med Saturnusmassa. Den befinner sig i en 3,48 dagars omloppsbana runt en stjärna av K-typ på avstånd och placerar den på kanten av den så kallade Neptunusöknen. Ett område runt en stjärna där det inte finns några planeter i storleken Neptunus.
I fallet med TOI-1259 A b tror man att dess låga densitet betyder att den är särskilt känslig för fotoavdunstning. Transitmetoder användes, observerade med Hale-teleskopet vid Palomar Observatory i 1083 nm heliumlinjen för att undersöka de övre nivåerna av atmosfären.
Den nära-infraröda spektrografen på Keck II visade att atmosfären verkligen flydde, men i en lägre hastighet än förväntat. Hastigheten för gasförlust genom fotoevaporation (10 10,325 g s -1 ) är för låg för att väsentligt ha förändrat planetens massa även om den hade bildats på sin nuvarande plats.
Istället tror teamet att närvaron av en vit dvärgkamrat (TOI-1259 B) kan ha fått planeten att migrera inåt efter bildandet. En analys av planetens och binära stjärnsystemets omloppsparametrar visar att migration med hög excentricitet är en mycket mer trolig förklaring.
Planetariska migrationer av detta slag kan lämna spår genom ansamling av element i den planetariska atmosfären. Mängder av H2 O, CO, CO2 , SO2 och CH4 bör vara på detekterbara nivåer i atmosfären av TOI-1259 A b. Om de observeras genom transmissionsspektroskopiska studier, kommer det att avslöja var i protoplanetskivan planeten bildades. Ytterligare studier kommer att krävas för att slutligen svara på denna fråga.
Mer information: Morgan Saidel et al, Atmospheric Mass Loss från TOI-1259 A b, en gasjätteplanet med en vit dvärgföljeslagare, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.08736
Journalinformation: arXiv
Tillhandahålls av Universe Today
