Odsouzený exoplanet je chycen v „smrtelné spirále“ kolem její hvězdy. Může to přežít?

Masivní planeta uvězněná ve spirále smrti kolem její hvězdy by mohla odemknout některá tajemství obklopujících hvězdné systémy. Osud tohoto světa však dosud není zasazen do kamene, se dvěma úmrtími a jedním „znovuzrozením“ v jeho budoucnosti.
Extrasolární planeta nebo „exoplanet„Dotyčný je Toi-2109b, který má pětkrát větší hmotnost Jupiter a nachází se kolem 870 světelných let od naše sluneční soustava. Planeta obíhá tak blízko své mateřské hvězdě, Toi-2109, že má rok, který trvá pouhých 16 hodin.
Tyto charakteristiky znamenají, že Toi-2109b je klasifikován jako „ultrahot jupiter“, vzácnou třídu planet, které představují přibližně 1 z 500 planet ve více než 5 000 světech v katalogu známých exoplanet. Ale TOI-2109B vyniká i mezi těmi neuvěřitelně horkými světy objasňování hvězdičkami.
„Jedná se o ultra-hotový Jupiter a oběží mnohem blíže své hvězdě, než jakýkoli jiný Hot Jupiter kdy objevil,“ výzkumný člen Macquarie University Jaime A. Alvarado-Montes řekl v prohlášení.„Jen abych to uvedl do kontextu, Mercuryova mše je téměř 6 000krát menší než Jupiter, ale stále trvá 88 dní, než obíhá naše slunce.
„Pro obrovský plynový gigant, jako je TOI-2109b, na plné oběžné dráze za 16 hodin, nám říká, že se jedná o planetu, která se nachází super-uzavřená k jeho hvězdě.“
Díky tomu je To-2109b perfektní laboratoř pro studium spirál smrti planet do jejich hostitelských hvězd, nebo přesněji jev orbitálního rozpadu.
Související: Astronomové objevují původy záhadných dvojitých horkých Jupiter Exoplanets: „Je to tanec druhů“
Tři úmrtí Toi-2109b
Alvarado-Montes a jeho kolegové se vydali na vyšetřování TOI-2109b pomocí archivních dat z více dalekohledů, včetně NASAPrůzkum přenosu průzkumu Exoplanet (TESS) a Evropská kosmická agentura (ESA) Space Mission Cheops.
To představovalo údaje týkající se tranzitů TOI-2109b přes její nadřazenou hvězdu od roku 2010 do roku 2024.
„Pomocí všech údajů dostupných pro tuto planetu jsme byli schopni předpovídat malou změnu na své oběžné dráze,“ řekl Alvarado-Montes. „Pak jsme to ověřili s naší teorií a pomocí modelů evoluce planety a naše předpovědi odpovídaly pozorováním. To je docela vzrušující.“
Odpovídající teoretické odhady a observační důkazy naznačují, že orbita TOI-2109b se v následujících třech pozemských letech rozpadne asi o 10 sekund. Ačkoli se jedná o malou změnu, dokazuje se, že to-2109b se spirálovila vůči své nadřazené hvězdě.
Konečný osud Toi-2109b je nejistý, protože existují tři možné způsoby, jak by se tato spirála smrti mohla hrát.
První a nejdramatičtější konečný osud Toi-2109b by viděl, jak se ultrahot Jupiter vrhl do své nadřazené hvězdy. K tomu dojde, pokud se orbitální rozpad této planety začne zrychlovat.
„Hvězda ji absorbuje a zabije ji, samozřejmě, v tomto procesu-úplně ho spálí a planeta zmizí,“ řekl Alvarado-Montes.
To by vytvořilo záblesk světla, který je podobný ZTF SLRN-2020, signál poprvé pozorovaný v květnu 2020, kdy se do svého červeného obřího hvězdného rodiče vrhla plynový obří planeta.
Druhý možný osud Toi-2109b je o něco méně dramatický, ale neméně katastrofický.
K tomu by se stalo, kdyby orbitální rozpad planety pokračoval beze změny a vidí gravitaci své nadřazené hvězdy generuje destruktivní přílivové síly na planetě. Tyto síly by doslova roztrhly toi-2109b od sebe.
„Gravitační interakce jsou tak silné, že planeta začne být zkreslená,“ řekl Alvarado-Montes. „Začíná to vypadat spíše jako prodloužená kobliha … Gravitace planety již není schopna držet svůj kulový tvar.“
Existuje třetí možný osud, který by viděl, že se planeta transformuje, než by byla zničena.
Ve třetím možném scénáři pro TOI-2109b, intenzivní záření, které zažívá ultrahot Jupiter, odstraňuje plynné vnější vrstvy planety v procesu zvaném fotoevaporace. To by odhalilo skalnaté vnitřní jádro Toi-2109b.
„Jak se planeta ještě blíží hvězdě, všechny molekuly plynu by se mohly začít disocionovat a planeta se zmenšuje a zmenšuje,“ vysvětlil Alvarado-Montes. „A pokud se planeta zmenší dostatečně rychle, pak, když planeta dosáhne pozice, kde by byl její limit Roche, nebude to už pět hmot Jupiteru, ale bude dostatečně malý, aby se limit Roche přiblížil k hvězdě, takže by mohla uniknout zničení.“
To by nakonec mohlo mít za následek vytvoření skalnaté „super Země“ kolem velikosti Uran nebo Neptune.
Tým bude i nadále sledovat TOI-2109B v příštích třech až pěti letech, což by mělo odhalit osud, který tento odsouzený svět postihuje.
Vyšetřování TOI-2109b má důsledky nad rámec své vlastní fascinující a osudové situace. Poskytuje astronomům možnost studovat, jak se vyvíjejí horké Jupitery a co se stane, když planety migrují směrem k jeho hostitelským hvězdám.
„Tato planeta a její zajímavá situace by nám mohla pomoci zjistit některé tajemné astronomické jevy, které dosud opravdu nemáme mnoho důkazů, které by bylo možné vysvětlit,“ uzavírá Alvarado-Montes. „Mohlo by nám to vyprávět příběh mnoha dalších solárních systémů.“
Výzkum týmu byl zveřejněn 15. července v Astrofyzikální časopis.
Tento článek byl původně publikován Space.com.