Kurşundan Fazla Bir Yoğunlukla Top Mermisi Boyutunda Jüpiter Keşfedildi: ScienceAlert

Gökbilimciler az önce kozmik bir gülle keşfettiler.

Yaklaşık 730 ışıkyılı uzaklıkta bir yıldız, Jüpiter büyüklüğünde bir ötegezegenin yörüngesinde dönüyor, ancak akıllara durgunluk veren bir yoğunlukla. Gökbilimciler, TOI-4603b olarak adlandırılan dünyanın kabaca Jüpiter’inkinin 13 katı bir kütleye sahip olduğunu belirlediler.

Bu, Dünya’nın yoğunluğunun neredeyse 3 katı ve Jüpiter’inkinin 9 katından biraz fazla olduğu anlamına gelir. Ve sadece 7,25 günlük dar bir yörünge ile yıldızı tarafından gerçekten seviliyor.

Bu, onu gezegen oluşumu ve evrim anlayışımıza meydan okuyan küçük ama önemli bir dünya kategorisine yerleştirir. Bu keşif Astronomy and Astrophysics Letters’da yayınlanmak üzere kabul edildi, arXiv baskı öncesi sunucusunda mevcuttur.

Bugüne kadar bilinen en büyük ve en yoğun geçiş yapan dev gezegenlerden biridir. Gökbilimcilerden oluşan bir ekip yazın Hindistan Fizik Araştırma Laboratuvarı’ndan Akanksha Khandelwal liderliğindeki “ve sorumlu süreçleri anlamak için gerekli olan yüksek kütleli gezegen ve düşük kütleli kahverengi cüce örtüşme bölgesindeki beşten az yakın kütleli dev gezegene değer katmak” oluşumları için.”

Teorik olarak, bir gezegenin sahip olabileceği kütlenin bir sınırı vardır. Bunun nedeni, belirli bir kritik sınırın üzerinde, çekirdek üzerindeki sıcaklık ve basıncın, daha ağır elementler oluşturmak için atomları bir araya getirme süreci olan nükleer füzyonu ateşlemek için yeterli olmasıdır.

Bir yıldız için bu sürecin başladığı minimum kütle yaklaşık 85 Jüpiter’dir. Bu noktada, hidrojen atomları helyuma dönüşmeye başlar.

Gezegenin maksimum kütlesinin var olduğuna inanılıyor 10 13 gezegene. Aralarındaki boşluğu dolduran nesneler kahverengi cüceler olarak bilinir. Bunlar hidrojen füzyonu için yeterli kütle içermez. Bununla birlikte, çekirdekleri, çok fazla ısı ve basınç gerektirmeyen ağır bir hidrojen izotopu olan döteryum ile kaynaşabilir.

Moleküler bir buluttaki yoğun bir küme, bir protostar oluşturmak için yerçekimi altında çöktüğünde, yıldızlar yukarıdan aşağıya doğru oluşur. Yıldız daha sonra etrafındaki buluttan malzeme emerek büyür ve daha sonra bir disk oluşturur.

Bu süreçten sonra kalan toz ve gaz, agrega parçaları birbirine yapışmaya başladığında aşağıdan yukarıya doğru başlayan ve sonunda gezegenlere dönüşen kümeler oluşturan gezegenleri oluşturur.

Kahverengi cücelerin, kütleçekiminin etkisi altında çöken bir moleküler bulut kütlesinden yıldızlar gibi oluştuğu düşünülüyor. Genellikle çok büyük bir mesafede, en az beş astronomik birimde (AU) – Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin beş katı olan yıldızların yörüngesinde bulunurlar.

Gökbilimciler, yıldızlara benzer bir şekilde oluştuklarına, bir malzeme kütlesini bir buluta dönüştürdüklerine ve yakın yörüngede dönen kahverengi cücelerden oluşan harika bir “çöl” olduğuna inanıyorlar.

TOI-4603b ilk olarak NASA Exoplanet Avcılık Uzay Teleskobu’ndan alınan verilerde tespit edildi. keçiGüneş sisteminin yörüngesinde dönen bir ötegezegenin varlığına işaret eden yıldız ışığındaki zayıf, düzenli düşüşleri arayan gökyüzü parçalarını inceleyen . TESS verileri, Jüpiter’in yarıçapının 1.042 katı olan bir dünyanın yıldızının yörüngesinde bir haftadan biraz uzun bir süre içinde döndüğünü ileri sürdü.

Ekip, radyal hız ölçümlerini aramaya devam etti. Bu, iki nesne ortak bir ağırlık merkezinin yörüngesinde döndüklerinden, bir ötegezegenin yerçekiminin ev sahibi yıldızı hareket ettirdiği miktardır. Yıldızın kütlesini biliyorsanız, yıldızın ne kadar hareket ettiğini hesaplayarak bir ötegezegenin kütlesini hesaplayabilirsiniz.

Araştırmacılar, TOI-4603b için Jüpiter’in kütlesinin 12,89 katı bir kütleyi bu şekilde elde ettiler. Bunu vücut yarıçapı ile birleştirmek, ekibin santimetreküp başına ortalama 14,1 gram yoğunluğa ulaşmasını sağladı. Örneğin, Dünya’nın yoğunluğu santimetreküp başına 5.51 gramdır. Jüpiter santimetreküp başına 1,33 gramdır. Kurşunun yoğunluğu santimetre küp başına 11.3 gramdır.

Bu, etrafındaki ortalamada bulunan bir kahverengi cüce için hiç de garip değil. 0.83 kez Jüpiter’in yarıçapı, Jüpiter’in yarıçapının 0,87 katı olan tek bir kahverengi cücedir ve çevresinde bir kütleye sahiptir. 61.6 gezegen, örnek. Bu şey, TOI-4603b’den çok daha yoğun olabilir.

TOI-4603b, Khandelwal ve meslektaşlarının adlandırdığı gibi, bir ötegezegen olarak sınıflandırma kriterlerinin çoğuna uyuyor. Ancak bir kahverengi cücenin kütle sınırının zirvesindedir, bu da kahverengi cücelerin ve dev gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve yıldızlarıyla olan ilişkilerinin nasıl geliştiğini anlamak için önemli bir dünya olabileceği anlamına gelir.

Örneğin, bir ötegezegen önemli ölçüde eliptik veya eksantrik bir yörüngeye sahiptir, bu da onun hala yerleşmekte olduğunu gösterir. Yıldızın ayrıca, TOI-4603b ile yerçekimsel olarak etkileşime girebilen, 1.8 AU etrafında dönen bir kahverengi cüce arkadaşı vardır. Bu ipuçları, bir ötegezegenin daha uzak bir yerden yıldıza daha yakına doğru göç ettiğini gösteriyor.

Benzer bir nesne, Jüpiter’in kütlesinin 12,9 katı ve yarıçapının 1,384 katı kütleye sahip, TOI-4603b’den daha az yoğun, ancak benzer şekilde yıldızına yakın ve göç belirtileri gösteren HATS-70b adlı bir dünyadır. .

Araştırmacılar için “Böyle sistemleri keşfetmek” O yazıyor“Megagezegenlerin yönetim mekanizmaları hakkında değerli içgörüler edinmemizi sağlayacak ve baskın bileşimleri ve göç mekanizmaları hakkındaki anlayışımızı geliştirecek.”

Arama kabul edildi Astronomi ve Astrofizik Mektuplarıve şu adreste mevcuttur: arXiv.