Dwie olbrzymie planety odkryte w pobliżu gwiazdy o średniej masie

dwie_olbrzymie_egzoplanety

HD 47366 to odewoluowana gwiazda o masie dwukrotnie większej od Słońca. Znajduje się ona około 260 lat świetlnych od Ziemi, a jej wiek szacuje się na 1.6 miliardów lat. Co więcej – okazuje się, że owa gwiazda jest domem dla dwóch potężnych planet, których masy są dwukrotnie większe od masy Jowisza. Artykuł naukowy opisujący odkryte planety został opublikowany 18 stycznia br. na portalu arXiv.

Planety zostały odkryte przez międzynarodowy zespół astronomów pracujących pod kierownictwem Bun’ei Sato z Tokyo Institute of Technology. Do obserwacji HD 47366 naukowcy wykorzystali Okayama Astrophysical Observatory (OAO) w Japonii, Xinglong Station w Chinach oraz Australian Astronomical Observatory (AAO). Planety zostały odkryte za pomocą metody pomiaru prędkości radialnych, czyli tzw. spektroskopii dopplerowskiej, która opiera się na grawitacji przy poszukiwaniu egzoplanet.

Astronomowie poszukiwali jakichkolwiek oznak wahań podczas obserwacji HD 47366 wiedząc, że jeżeli planety tam występują to grawitacyjnie oddziaływują ze swoją gwiazdą sprawiając, że porusza się ona raz w jedną stronę, raz w drugą. Trzy silne spektrografy były potrzebne do wykrycia wahań: High Dispersion Echelle Spectrograph (HIDES) w OAO, Coude Echelle Spectrograph (CES) w Xinglong oraz University College London Echelle Spectrograph (UCLES) w AAO.

Precyzyjne pomiary prędkości radialnych przy wykorzystaniu tych spektrografów  pozwoliły zauważyć obecność dwóch planet pozasłonecznych krążących wokół HD 47366. Po dopasowaniu podwójnego modelu do uzyskanych danych o prędkości radialnej naukowcy byli w stanie oszacować masę, półoś wielką i mimośród orbity odkrytych planet. Według ich obliczeń, wewnętrzna i zewnętrzna planeta charakteryzują się masą równą odpowiednio 1.75 i 1.86 masy Jowisza, półosią wielką 1.214 AU oraz 1.853 AU, a mimośród ich orbit wyniósł odpowiednio 0.089 i 0.278.

Dzięki stosunkowo niewielkiej separacji, ten układ planetarny momentalnie wywołał zainteresowanie ze strony wielu naukowców.

„Ów system planetarny jest intrygujący bowiem najlepsze dopasowanie orbit keplerowskich jest niestabilne. Znajdując się prawie w rezonansie 2:1 – to może być stabilny układ, ale jeżeli orbity będą niemal kołowe,” stwierdzili naukowcy.

W celu dokładniejszego zbadania stabilności orbit w układzie i określenia parametrów orbit, astronomowie przeprowadzili dynamiczną analizę układu. Analiza pozwoliła ustalić, że orbity planet są stabilne w następujących przypadkach: obie planety znajdują się w rezonansie 2:1; mimośród orbity planety zewnętrznej jest mniejszy niż 0.15; wzajemne nachylenie płaszczyzn orbit obu planet jest większe niż 160 stopni.

Naukowcy także przyjmują, że obecna konfiguracja orbit może być efektem oddziaływania trzeciej planety w układzie. Jednak jak dotąd nie ma przekonujących argumentów za takim rozwiązaniem.

Według zespołu badawczego jak dotąd nie wiadomo dlaczego układy składające się z kilku olbrzymich planet odległych o siebie o niewielkie odległości zazwyczaj znajdowane są wokół odewoluowanych gwiazd o średniej masie. Naukowcy oferują jedno możliwe wytłumaczenie tego zjawiska.

„To może być pierwotna właściwość planet krążących wokół gwiazd o średniej masie, która może być wynikiem formowania się planet. Może to też być właściwość nabyta w toku ewolucji orbity związanej z ewolucją gwiazdy centralnej  (pływy i utrata masy),” napisano w artykule.

Więcej informacji:

Źródło: arXiv / phys.org