Jeśli chodzi o to, w jaki sposób i gdzie powstają układy planetarne, astronomowie sądzili, że mają całkiem niezłą kontrolę nad rzeczami. Dominująca teoria, znana jako Hipoteza Mgławicowa, stwierdza, że gwiazdy i planety powstają z masywnych chmur pyłu i gazu (tj. Mgławic). Gdy chmura ta ulegnie zapadkowi grawitacyjnemu w centrum, pozostały pył i gaz tworzą dysk protoplanetarny, który ostatecznie akretuje się, tworząc planety.
Jednak badając odległą gwiazdę NGTS-1 - typ M (czerwony karzeł) znajdujący się około 600 lat świetlnych stąd - międzynarodowy zespół kierowany przez astronomów z Uniwersytetu Warwick odkrył ogromny „gorący Jowisz”, który wydawał się zdecydowanie za duży krążyć wokół takiej małej gwiazdy. Odkrycie tej „planety potworów” w naturalny sposób podważyło niektóre z wcześniejszych poglądów na temat formowania planet.
Badanie zatytułowane „NGTS-1b: Gorący Jowisz w tranzycie karła M” niedawno pojawiło się w Miesięczne zawiadomienia Royal Astronomical Society. Zespół był kierowany przez dr Daniela Baylissa i profesora Petera Wheatleya z University of Warwick. W jego skład wchodzili członkowie Obserwatorium Genewskiego, Cavendish Laboratory, German Aerospace Center, Leicester Institute of Space and Earth Observation, TU Berlin Center for Astronomia i astrofizyka oraz wiele uniwersytetów i instytutów badawczych.
Odkrycia dokonano na podstawie danych uzyskanych przez ESO nowej generacji ośrodek tranzytowy (NGTS), który znajduje się w Obserwatorium Paranal w Chile. Obiekt ten jest prowadzony przez międzynarodowe konsorcjum astronomów pochodzących z uniwersytetów w Warwick, Leicester, Cambridge, Queen's University Belfast, Geneva Observatory, German Aerospace Center i University of Chile.
Wykorzystując pełną gamę w pełni zrobotyzowanych kompaktowych teleskopów, badanie fotometryczne jest jednym z kilku projektów mających na celu uzupełnienie tego Kosmiczny Teleskop Keplera. Lubić Kepler, monitoruje odległe gwiazdy pod kątem nagłych spadków jasności, które wskazują na to, że planeta przechodzi przed (czyli „tranzytem”) gwiazdę względem obserwatora. Badając dane uzyskane z NGTS-1, pierwszej gwiazdy znalezionej w ankiecie, dokonali zaskakującego odkrycia.
Na podstawie sygnału wytwarzanego przez jego egzoplanetę (NGTS-1b) ustalono, że był to gazowy gigant mniej więcej tego samego rozmiaru co Jowisz i prawie tak masywny (0,812 mas Jowisza). Jego okres orbitalny wynoszący 2,6 dnia wskazuje również, że orbituje bardzo blisko swojej gwiazdy - około 0,0326 AU - co czyni ją „gorącym Jowiszem”. Na podstawie tych parametrów zespół oszacował również, że NGTS-1b doświadcza temperatur około 800 K (530 ° C; 986 ° F).
Odkrycie rzuciło zespół na pętlę, ponieważ uważano, że niemożliwe jest, aby planety tego rozmiaru tworzyły się wokół małych gwiazd typu M. Zgodnie z aktualnymi teoriami dotyczącymi powstawania planet, uważa się, że czerwone karły mogą tworzyć planety skaliste - o czym świadczy wiele odkrytych ostatnio wokół czerwonych karłów - ale nie są w stanie zebrać wystarczającej ilości materiału, aby stworzyć planety wielkości Jowisza .
Jak powiedział dr Daniel Bayliss, astronom z Uniwersytetu Genewskiego i główny autor artykułu, w komunikacie prasowym University of Warwick:
„Odkrycie NGTS-1b było dla nas całkowitym zaskoczeniem - nie sądzono, że tak masywne planety istnieją wokół tak małych gwiazd. Jest to pierwsza egzoplaneta, którą znaleźliśmy w naszym nowym obiekcie NGTS, i już kwestionujemy otrzymaną wiedzę na temat kształtowania się planet. Naszym wyzwaniem jest teraz dowiedzieć się, jak powszechne są tego typu planety w Galaktyce, a dzięki nowej placówce NGTS jesteśmy w stanie to zrobić. ”
Imponujący jest również fakt, że astronomowie w ogóle zauważyli tranzyt. W porównaniu z innymi klasami gwiazd, gwiazdy typu M są najmniejsze, najfajniejsze i najciemniejsze. W przeszłości ciała skaliste były wykrywane wokół nich poprzez pomiar przesunięć ich położenia względem Ziemi (aka. Metoda prędkości radialnej). Przesunięcia te są powodowane przez grawitacyjne szarpnięcie jednej lub więcej planet, które powodują, że planeta „kołysze się” tam iz powrotem.
Krótko mówiąc, słabe światło gwiazdy typu M sprawiło, że monitorowanie ich pod kątem spadków jasności (zwanych także Metodą Tranzytu) jest wysoce niepraktyczne. Jednak za pomocą wrażliwych na kolor czerwony kamer NGTS zespół był w stanie monitorować płaty nocnego nieba przez wiele miesięcy. Z czasem zauważyli spadki z NGTS-1 co 2,6 dnia, co wskazywało, że planeta z krótkim okresem orbitalnym okresowo przechodziła przed nim.
Następnie wyśledzili orbitę planety wokół gwiazdy i połączyli dane dotyczące tranzytu z pomiarami prędkości radialnej, aby określić jej rozmiar, położenie i masę. Jak wskazał profesor Peter Wheatley (który prowadzi NGTS), znalezienie planety było żmudną pracą. Ale w końcu jego odkrycie może doprowadzić do wykrycia wielu innych gazowych gigantów wokół gwiazd o niskiej masie:
„Trudno było znaleźć NGTS-1b, mimo że był potworem planety, ponieważ jego gwiazda macierzysta jest mała i słaba. Małe gwiazdy są w rzeczywistości najbardziej powszechne we wszechświecie, więc możliwe jest, że czeka na nich wiele tych gigantycznych planet. Pracując przez prawie dekadę nad opracowaniem układu teleskopów NGTS, ekscytujące jest obserwowanie, jak wybiera nowe i nieoczekiwane typy planet. Nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, jakie inne ekscytujące nowe planety możemy się pojawić ”.
W znanym Wszechświecie gwiazdy typu M są zdecydowanie najczęstsze, stanowiąc 75% wszystkich gwiazd w samej Galaktyce Drogi Mlecznej. W przeszłości odkrycie ciał skalistych wokół gwiazd takich jak Proxima Centauri, LHS 1140, GJ 625 i siedem planet skalistych wokół TRAPPIST-1 doprowadziło wielu członków społeczności astronomicznej do wniosku, że gwiazdy czerwonych karłów były najlepszym miejscem do poszukiwania Ziemskie planety.
Odkrycie gorącego Jowisza na orbicie NGTS-1 jest zatem postrzegane jako wskazówka, że inne gwiazdy czerwonego karła również mogą mieć orbity gazowe. Przede wszystkim to ostatnie odkrycie po raz kolejny pokazuje znaczenie badań egzoplanet. Z każdym znalezieniem, które dokonujemy poza Układem Słonecznym, tym więcej dowiadujemy się o tym, w jaki sposób planety kształtują się i ewoluują.
Każde dokonane przez nas odkrycie pogłębia nasze zrozumienie, jak prawdopodobne jest, że możemy odkryć gdzieś życie. Bo w końcu jaki jest większy cel naukowy niż ustalenie, czy jesteśmy sami we Wszechświecie?
