Ανακαλύφθηκε γιγαντιαίος πλανητικός πυρήνας, 730 έτη φωτός μακρυά!

Ο επιζών πυρήνας ενός γιγαντιαίου πλανήτη ανακαλύφθηκε σε τροχιά γύρω από ένα μακρινό άστρο από τους αστρονόμους του Πανεπιστημίου του Warwick, προσφέροντας μια άνευ προηγουμένου ματιά στο εσωτερικό ενός πλανήτη.

Ο πυρήνας, που έχει το μέγεθος του Ποσειδώνα, πιστεύεται ότι ανήκε σε έναν γίγαντα αερίου που είτε απογυμνώθηκε από την ατμόσφαιρά του είτε δεν κατάφερε να σχηματίσει μία στην αρχή της ζωής του.

Η ομάδα του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου του Warwick αναφέρει την ανακάλυψη την 1 Ιουλίου 2020 στο περιοδικό Nature και θεωρείται ότι είναι η πρώτη φορά που παρατηρήθηκε ο εκτεθειμένος πυρήνας ενός πλανήτη.

Ο πυρήνας, που ονομάζεται TOI 849 b βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι σαν το δικό μας περίπου 730 έτη φωτός μακριά. Είναι τόσο κοντά στο αστέρι του, ώστε μία περιφορά διαρκεί μόλις 18 ώρες και η θερμοκρασία στην επιφάνειά του είναι περίπου 1800 K.

Ο TOI 849 b εντοπίσθηκε από τον δορυφόρο Suriting Exoplanet Survey Satellite (TESS) της NASA, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της διέλευσης. Παρατηρώντας δηλαδή την πτώση της φωτεινότητας των άστρων εντοπίζονται πλανήτες καθώς περνούν από μπροστά τους. Βρίσκεται στην λεγόμενη «έρημο του Ποσειδώνα» - ένας όρος που χρησιμοποιείται από τους αστρονόμους για μια περιοχή κοντά σε αστέρια όπου σπάνια βλέπουμε πλανήτες με μάζα παρόμοια με αυτή του πλανήτη Ποσειδώνα ή μεγαλύτερους.

Το αντικείμενο στη συνέχεια αναλύθηκε χρησιμοποιώντας το όργανο HARPS, στο Παρατηρητήριο La Silla του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO) στη Χιλή. Αυτό χρησιμοποιεί το φαινόμενο Doppler για τη μέτρηση της μάζας των εξωπλανητών, αναλύοντας τις "ταλαντεύσεις" – τις μικρές κινήσεις που προκαλούν στα άστρα και που καταγράφονται ως μετατοπίσεις στο φάσμα του φωτός τους.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι η μάζα του αντικειμένου είναι 2-3 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ποσειδώνα, αλλά είναι επίσης απίστευτα πυκνή, με όλο το υλικό που συνθέτει αυτήν τη μάζα να συμπιέζεται σε ένα αντικείμενο στο μέγεθος αυτού του πλανήτη.
Ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ Ντέιβιντ Άρμστρονγκ από το Πανεπιστήμιο του Warwick είπε: «Ενώ αυτός είναι ένας ασυνήθιστα μεγάλος πλανήτης, δεν μοιάζει με τους άλλους μεγάλους πλανήτες που γνωρίζουμε. Αλλά είναι ο μεγαλύτερος που γνωρίζουμε με αυτή την πυκνότητα, κάτι το οποίο μας λέει ότι αυτός ο πλανήτης έχει μια πολύ ασυνήθιστη ιστορία. Το γεγονός ότι βρίσκεται σε μια περίεργη τοποθεσία για τη μάζα του είναι επίσης παράξενο - δεν βλέπουμε πλανήτες με αυτή τη μάζα σε αυτές τις μικρές τροχιακές περιόδους».

«Ο TOI 849 b είναι ο πιο μεγάλος γεώδης πλανήτης, έχει δηλαδή μια πυκνότητα παρόμοια της Γης. Θα περιμέναμε από έναν πλανήτη τέτοιας μάζας να έχει συγκεντρώσει μεγάλες ποσότητες υδρογόνου και ηλίου όταν σχηματίστηκε και να εξελιχθεί σε κάτι παρόμοιο με τον Δία. Το γεγονός ότι δεν βλέπουμε αυτά τα αέρια μας κάνουν να συμπεράνουμε ότι ουσιαστικά είναι ένας εκτεθειμένος πλανητικός πυρήνας. Είναι η πρώτη φορά που ανακαλύψαμε έναν άθικτο εκτεθειμένο πυρήνα ενός γίγαντα αερίων γύρω από ένα αστέρι».

Υπάρχουν δύο θεωρίες για το γιατί βλέπουμε τον πυρήνα του πλανήτη και όχι έναν τυπικό γίγαντα αερίων. Η πρώτη είναι ότι κάποτε ήταν παρόμοιος με τον Δία, αλλά έχασε σχεδόν όλο το εξωτερικό του αέριο για ένα σύνολο αιτών. Αυτές θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν από την παλιρροϊκή διαταραχή, όπου ο πλανήτης διασπάται επειδή βρίσκεται σε τροχιά πολύ κοντά στο αστέρι του έως ακόμα και μια σύγκρουση με έναν άλλον πλανήτη. Μία μεγάλης κλίμακας εξάτμιση της ατμόσφαιρας θα μπορούσε επίσης να έχει συμβεί, αλλά δεν μπορεί να δικαιολογήσει όλο το αέριο που έχει χαθεί.

Εναλλακτικά, θα μπορούσε να είναι ένας «αποτυχημένος» γίγαντας αερίων. Αρκετοί επιστήμονες πιστεύουν ότι μόλις σχηματίσθηκε ο πυρήνας του γίγαντα αερίων κάτι πήγε στραβά και ποτέ δεν μπόρεσε να δημιουργηθεί η ατμόσφαιρα. Αυτό θα μπορούσε να είχε συμβεί αν υπήρχε ένα κενό στον δίσκο σκόνης από τον οποίο σχηματίστηκε ο πλανήτης ή να σχηματίστηκε σχετικά αργά και ο δίσκος να εξαντλήθηκε από το υλικό του.

Ο Δρ Armstrong προσθέτει: «Είναι μια νέα ανακάλυψη, που υποδεικνύει ότι υπάρχουν και άλλοι πλανήτες όπως αυτός και μπορούν να ανακαλυφθούν. Έχουμε την ευκαιρία να κοιτάξουμε τον πυρήνα ενός πλανήτη με τρόπο που δεν μπορούμε να κάνουμε στο δικό μας ηλιακό σύστημα. Υπάρχουν ακόμα πολλές ανοιχτές ερωτήσεις για τη φύση του πυρήνα του Δία, για παράδειγμα, και οι τόσο περίεργοι και ασυνήθιστοι εξωπλανήτες όπως αυτός μας ανοίγουν ένα παράθυρο για την διαδικασία σχηματισμού πλανητών που δεν έχουμε άλλον τρόπο να ερευνήσουμε. Αν και δεν έχουμε ακόμη πληροφορίες σχετικά με τη χημική του σύνθεση, μπορούμε να την αναλύσουμε με άλλα τηλεσκόπια. Επειδή ο TOI 849 b είναι τόσο κοντά στο αστέρι, κάθε ίχνος ατμόσφαιρας γύρω από τον πλανήτη θα πρέπει να ανανεώνεται συνεχώς από την εξάτμιση υλικών του πυρήνα. Αν λοιπόν μπορέσουμε να αναλύσουμε αυτήν την ατμόσφαιρα τότε θα μπορέσουμε να έχουμε μια εικόνα για τη σύνθεση του ίδιου του πυρήνα».

ΠΗΓΗ: phys.org

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Credit: NASA. (CC BY2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Εντυπωσιακές εικόνες στροβιλιζόμενου αερίου και σκόνης, μπορεί να υποδεικνύουν σχηματισμό πλανήτη!