Nieoczekiwany nadmiar planet olbrzymów w gromadzie kulistej

dnia 17/06/2016

gorące jowisze w gromadzie otwartej

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył, że w gromadzie otwartej Messier 67 znajduje się dużo więcej planet typu „gorących jowiszów” niż oczekiwano. Zaskakujące wyniki badań uzyskano przy wykorzystaniu licznych teleskopów i instrumentów – w tym spektrografu HARPS w Obserwatorium La Silla w Chile. Zagęszczenie obiektów wewnątrz gromady powoduje dużo częstsze występowanie interakcji między planetami i pobliskimi gwiazdami – co może tłumaczyć nadmiar gorących jowiszów.

Chilijsko-brazylijsko-europejski zespół naukowców pracujący pod kierownictwem Roberto Saglia z Max-Planck-Institut fur extraterrestrische Physik w Garching w Niemczech i Luci Pasquini z ESO poświęcił kilka lat na zbieraniu bardzo precyzyjnych pomiarów 88 gwiazd należących do gromady M67.  Ta otwarta gromada gwiazd charakteryzuje się wiekiem podobnym do Słońca – co więcej, uważa się, że Układ Słoneczny również powstał w tak gęstym otoczeniu.

Szerokokątny widok na gromadę Messier 67

Szerokokątny widok na gromadę Messier 67

Zespół naukowców wykorzystał HARPS i inne instrumenty do poszukiwania sygnatur planet gazowych na krótkookresowych orbitach, mając nadzieję, że uda się dostrzec „wahania” gwiazdy spowodowane obecnością masywnego obiektu na bliskiej orbicie. Tego rodzaju sygnatura gorącego jowisza została odkryta dla trzech gwiazd w gromadzie – te planety dołączyły do odkrytych wcześniej kilku innych planet.

Gorący jowisz to olbrzymia, gazowa egzoplaneta o masie co najmniej 1/3 masy Jowisza. Tego typu planety są „gorące”, ponieważ krążą wokół swojej gwiazdy macierzystej w bardzo małej odległości (na co wskazuje okres orbitalny trwający mniej niż 10 dni). Tego typu planety znacznie się różnią od Jowisza znanego z naszego Układu Słonecznego, który jest znacznie chłodniejszy od Ziemi, a którego okres orbitalny wynosi 12 ziemskich lat.

„Mamy zamiar wykorzystać tę gromadę otwartą jako laboratorium do badania właściwości egzoplanet i teorii formowania planet,” tłumaczy Roberto Saglia. „Tutaj nie dość, że mamy wiele gwiazd, wokół których najprawdopodobniej krążą gwiazdy, to mamy do czynienia z gęsto usianym gwiazdami środowiskiem, w którym musiały one powstawać.”

W ramach badań odkryto, że gorące jowisze są bardziej powszechne wokół gwiazd należących do Messier 67, niż w przypadku gwiazd znajdujących się poza gromadami. „To naprawdę zdumiewający wniosek,” zachwyca się Anna Brucalassi, która analizowała dane. „Nowe wyniki oznaczają, że gorące jowisze występują wokół 5% gwiazd należących do Messier 67 – znacznie więcej niż w porównywalnych badaniach gwiazd nie należących do gromad – gdzie ten odsetek wynosi ok. 1%.”

Astronomowie uważają, że wysoce mało prawdopodobne jest, aby te egzotyczne olbrzymy faktycznie powstały tam gdzie teraz je znajdujemy, ponieważ warunki panujące tak blisko gwiazdy macierzystej nie sprzyjałyby powstawaniu planet podobnych do Jowisza. Uważa się, że najprawdopodobniej powstały one znacznie dalej od gwiazdy – tak jak Jowisza, a następnie stopniowo migrowały w pobliże gwiazdy. To co wcześniej było odległym, chłodnym, gazowym olbrzymem stało się dużo gorętszym obiektem. Powstaje zatem pytanie: co sprawiło, że te planety zbliżyły się do swojej gwiazdy?

Istnieje wiele możliwych odpowiedzi na to pytanie, jednak autorzy opracowania twierdzą, że powodem są najprawdopodobniej częste zbliżenia między gwiazdami, które mogą mieć znaczący wpływ na ewolucję orbit takich planet.

W gromadzie takiej jak Messier 67, gdzie gwiazdy znajdują się bliżej siebie niż zwykle, takie zbliżenia są dużo częstsze – co może tłumaczyć dużą liczbę gorących jowiszów odkrytych w tej gromadzie.

Współautor opracowania Luca Pasquini z ESO podsumowując najnowszą historię badań planet w gromadach powiedział: „Jeszcze kilka lat temu nie znaliśmy ani jednego gorącego Jowisza w gromadach otwartych. W ciągu zaledwie trzech lat wszystko się zmieniło – z całkowitego braku doszliśmy do znacznej nadwyżki!”

Źródło: ESO

Dodaj komentarz