Jüpiter Boyutlu ‘Gülle’ Gezegeni Kurşundan Daha Yoğun Bir Şekilde Keşfedildi : ScienceAlert

Gökbilimciler az önce kozmik bir gülle buldular.

Yaklaşık 730 ışıkyılı uzaklıktaki bir yıldızın etrafında, Jüpiter büyüklüğünde, ancak akıllara durgunluk veren bir yoğunluğa sahip bir ötegezegenin yörüngesinde dönüyor. Gökbilimciler, TOI-4603b olarak adlandırılan dünyanın yaklaşık 13 Jüpiter kütlesine sahip olduğunu belirlediler.

Bu, Dünya’nın yoğunluğunun yaklaşık 3 katı ve Jüpiter’in yoğunluğunun 9 katından biraz fazla olduğu anlamına gelir. Ve sadece 7,25 günlük sıkı bir yörünge ile yıldızıyla gerçekten sevimli.

Bu, onu, gezegen oluşumu ve evrim anlayışımıza meydan okuyan küçük ama önemli bir dünya kategorisine yerleştirir. Astronomy & Astrophysics Letters’da yayınlanmak üzere kabul edilen bu keşif, arXiv ön baskı sunucusunda mevcuttur.

“Bugüne kadar bilinen en büyük ve en yoğun geçiş yapan dev gezegenlerden biri.” gökbilimcilerden oluşan bir ekip yaz Hindistan’daki Fiziksel Araştırma Laboratuvarı’ndan Akanksha Khandelwal liderliğindeki “ve yüksek kütleli gezegen ve düşük kütleli kahverengi cüce örtüşen bölgedeki beşten daha az büyük yakın dev gezegen popülasyonuna değerli bir katkı, daha fazla anlamak için gerekli oluşumlarından sorumlu süreçler.”

Teorik olarak, bir gezegenin sahip olabileceği kütlenin bir sınırı vardır. Bunun nedeni, belirli bir kritik sınırın üzerinde, çekirdeğe uygulanan sıcaklık ve basıncın, daha ağır elementler oluşturmak için atomları bir araya getirme süreci olan nükleer füzyonu ateşlemek için yeterli olmasıdır.

Bir yıldız için bu sürecin başladığı minimum kütle 85 Jüpiter civarındadır; bu noktada, hidrojen atomları helyuma dönüşmeye başlar.

Bir gezegen için üst kütle sınırının yaklaşık olduğu düşünülüyor. 10 13 Jüpiter’e. Ve aralarındaki boşluğu dolduran nesneler kahverengi cüceler olarak bilinir. Bunların hidrojen füzyonu için yeterli kütlesi yoktur; ancak çekirdekleri, çok fazla ısı ve basınca ihtiyaç duymayan ağır bir hidrojen izotopu olan döteryumu kaynaştırabilir.

Moleküler bir buluttaki yoğun bir küme, bir protostar oluşturmak için yerçekimi altında çöktüğünde, yıldızlar yukarıdan aşağıya doğru oluşur. Yıldız daha sonra etrafındaki buluttan bir disk haline gelen malzemeyi buğulayarak büyür.

Bu süreçten sonra geriye kalan toz ve gaz, moloz parçaları birbirine yapışmaya başladığında aşağıdan yukarıya doğru başlayan ve sonunda gezegenlere dönüşen kümeler oluşturan gezegenleri oluşturur.

Kahverengi cücelerin, yerçekimi altında çöken bir moleküler bulut kümesinden yıldızlar gibi oluştuğu düşünülüyor. Genellikle oldukça geniş bir aralıkta, en az beş astronomik birimde (AU) yıldızların yörüngesinde bulunurlar – bu, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin beş katıdır.

Gökbilimciler, yıldızlara benzer bir şekilde oluştuklarına, bir buluttaki bir malzeme yığınından çökerek oluştuklarına inanıyorlar ve yakın yörüngelere sahip dikkate değer bir kahverengi cüce “çöl” var.

TOI-4603b ilk olarak NASA’nın ötegezegen avcısı uzay teleskobundan alınan verilerde tespit edildi. TESS, yörüngedeki bir dış gezegenin varlığını düşündüren yıldız ışığındaki zayıf, düzenli düşüşleri arayan gökyüzünün parçalarını inceleyen . TESS verileri, Jüpiter’in yarıçapının 1.042 katı bir dünyanın yıldızının etrafında bir haftadan biraz daha uzun bir sürede döndüğünü gösteriyordu.

Ekip, radyal hız ölçümleri arayışını takip etti. Bu, iki cisim ortak bir ağırlık merkezinin yörüngesinde döndüklerinden, bir ötegezegenin yerçekiminin ev sahibi yıldızı hareket ettirdiği miktardır. Yıldızın kütlesini biliyorsanız, yıldızın etrafında ne kadar hareket ettiğini hesaplayarak ötegezegenin kütlesini hesaplayabilirsiniz.

Araştırmacılar, TOI-4603b için Jüpiter’in kütlesinin 12,89 katı bir kütleyi bu şekilde elde ettiler. Bunu nesnenin yarıçapıyla birleştirmek, ekibin santimetreküp başına ortalama 14,1 gram yoğunluğa ulaşmasını sağladı. Bağlam açısından, Dünya’nın yoğunluğu santimetreküp başına 5,51 gramdır. Jüpiter’inki santimetreküp başına 1.33 gramdır. Kurşunun yoğunluğu santimetre küp başına 11.3 gramdır.

Ortalama olarak yaklaşık olan bir kahverengi cüce için bu hiç de garip değil. 0.83 kez Jüpiter’in yarıçapı; yarıçapı Jüpiter’inkinin 0,87 katı olan bir kahverengi cücenin kütlesi yaklaşık 61.6 Jüpiterler, Örneğin. Bu şeyler TOI-4603b’den çok daha yoğun olabilir.

TOI-4603b, bir ötegezegen olarak sınıflandırılma kriterlerinin çoğuna uyuyor ve Khandelwal ve meslektaşları bunu böyle adlandırdı. Ancak kahverengi cüce kütle sınırının tam eşiğinde, bu da kahverengi cücelerin ve dev gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve yıldızlarıyla ilişkilerinin nasıl geliştiğini anlamak için önemli bir dünya olabileceği anlamına geliyor.

Örneğin, ötegezegenin önemli ölçüde oval veya eksantrik olan bir yörüngesi vardır, bu da onun hâlâ içine yerleşmekte olduğunu düşündürür. Ve yıldızın ayrıca, TOI-4603b ile yerçekimsel olarak etkileşime girmiş olabilecek, yaklaşık 1.8 astronomik birimde yörüngede dönen bir kahverengi cüce arkadaşı var. Bu ipuçları, ötegezegenin yıldıza daha uzak bir konumdan daha yakına doğru göç ettiğini gösteriyor.

Benzer bir nesne, Jüpiter’in kütlesinin 12,9 katı ve yarıçapının 1,384 katı olan, TOI-4603b’den daha az yoğun, ancak benzer şekilde yıldızına yakın ve aynı zamanda göç belirtileri gösteren HATS-70b adlı bir dünyadır.

Araştırmacılar, “Bu tür sistemlerin tespiti” yazmak“büyük gezegenlerin yönetim mekanizmaları hakkında değerli bilgiler edinmemizi ve onların baskın oluşum ve göç mekanizmalarını anlamamızı geliştirmemizi sağlayacak.”

Araştırma kabul edildi Astronomi ve Astrofizik Mektuplarıve şu adreste mevcuttur: arXiv.