UC Riverside astrofysiker Stephen Kane var tvungen att dubbelkolla sina beräkningar. Han var inte säker på att planeten han studerade kunde vara så extrem som den verkade.
Kane hade aldrig förväntat sig att få veta att en planet i detta avlägsna stjärnsystem är täckt av så många aktiva vulkaner som sett på avstånd skulle få en eldig, glödande röd nyans.
"Det var ett av dessa upptäcktsögonblick som du tänker," wow, det är fantastiskt att detta faktiskt kan existera, " sa Kane. En artikel som beskriver upptäckten har publicerats i The Astronomical Journal .
Lanserades 2018, NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite, eller TESS, söker efter exoplaneter – planeter utanför vårt solsystem – som kretsar kring de ljusaste stjärnorna på himlen, inklusive de som kan stödja liv.
Kane studerade ett stjärnsystem som heter HD 104067 cirka 66 ljusår från vår sol som redan var känt för att hysa en gigantisk planet. TESS hade precis upptäckt signaler för en ny stenig planet i det systemet. När Kane samlade in data om den planeten hittade Kane oväntat ytterligare en, vilket gjorde det totala antalet kända planeter i systemet tre.
Den nya TESS-upptäckta planeten är en stenig planet som jorden, men 30% större. Men till skillnad från jorden har den mer gemensamt med Io, Jupiters steniga innersta måne och den mest vulkaniskt aktiva kroppen i vårt solsystem.
"Detta är en jordisk planet som jag skulle beskriva som Io på steroider," sa Kane. "Den har tvingats in i en situation där den ständigt exploderar med vulkaner. Vid optiska våglängder skulle du kunna se en glödande, glödhet planet med en smält lavayta."
Kane beräknade att yttemperaturen på den nya planeten, TOI-6713.01, skulle vara 2 600 grader Kelvin, vilket är varmare än vissa stjärnor.
Gravitationskrafter är skyldiga till den vulkaniska aktiviteten både på Io och på denna planet. Io ligger mycket nära Jupiter. Kane förklarade att Jupiters andra månar tvingar Io in i en elliptisk eller "excentrisk" bana runt planeten, som i sig har en mycket stark gravitationskraft.
"Om de andra månarna inte var där skulle Io befinna sig i en cirkulär bana runt planeten, och det skulle vara tyst på ytan. Istället pressar Jupiters gravitation ihop Io så mycket att den ständigt får utbrott i vulkaner", sa Kane.
På samma sätt finns det två planeter i HD 104067-systemet som är längre bort från stjärnan än denna nya planet. Dessa yttre planeter tvingar också den inre steniga planeten till en excentrisk bana runt stjärnan som klämmer ihop den när den kretsar och roterar.
Kane liknar det här scenariot med racketboll, där den lilla gummibollen studsar mer och blir varmare då den ständigt slås med paddlar. Denna effekt kallas tidvattenenergi, en term som används när man refererar till en kropps gravitationseffekt på en annan kropp. På jorden är tidvatten mestadels resultatet av månens gravitation som drar våra hav med sig.
När vi går framåt vill Kane och hans kollegor mäta massan på den flammande planeten och lära sig dess densitet. Detta skulle berätta för dem hur mycket material som är tillgängligt för att blåsa ut ur vulkanerna.
Kane sa att tidvatteneffekter på planeter historiskt sett inte har varit ett stort fokus för exoplanetforskning. Kanske kommer det att förändras med denna upptäckt.
"Detta lär oss mycket om ytterligheterna av hur mycket energi som kan pumpas in i en jordisk planet, och konsekvenserna av det," sa Kane. "Medan vi vet att stjärnor bidrar till värmen på en planet, är den stora majoriteten av energin här tidvatten och det kan inte ignoreras."
Mer information: Stephen R. Kane et al, A Perfect Tidal Storm:HD 104067 Planetary Architecture Creating an Incandescent World, The Astronomical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-3881/ad3820
Journalinformation: Astronomisk tidskrift
Tillhandahålls av University of California - Riverside
