Exoplaneta descoperita recent cu o coada ca de cometa

Exoplaneta WASP-69b are o coada asemanatoare unei comete si ii ajuta pe oamenii de stiinta sa invete mai multe lucruri despre modul in care evolueaza planetele.

Situata la 163 de ani lumina de Pamant, o exoplaneta de dimensiunea lui Jupiter numita WASP-69b ofera astrofizicienilor o fereastra catre procesele dinamice care modeleaza planetele din intreaga galaxie.

Steaua pe care o orbiteaza arde si indeparteaza atmosfera planetei, iar acea atmosfera evaporata este sculptata de stea intr-o coada vasta, asemanatoare unei comete, lunga de cel putin 350.000 de mile.

Echipa de cercetare a publicat o lucrare in Astrophysical Journal care descrie cum si de ce s-a format coada lui WASP-69b si ce poate lamuri formarea acesteia cu privire la celelalte tipuri de planete pe care astronomii tind sa le detecteze in afara sistemului nostru solar.

Un univers plin de exoplanete

Cand privesti in sus spre cerul noptii, stelele pe care le vezi sunt sori, cu lumi indepartate, cunoscute sub numele de exoplanete, care orbiteaza in jurul lor.

In ultimii 30 de ani, astronomii au detectat peste 5.600 de exoplanete in galaxia noastra, Calea Lactee.

Nu este usor sa detectezi o planeta la ani lumina distanta. Planetele abia se disting in comparatie, atat ca dimensiune, cat si ca luminozitate, cu stelele pe care le orbiteaza.

Dar, in ciuda acestor limitari, cercetatorii exoplanetelor au descoperit o varietate uluitoare – totul, de la mici lumi stancoase putin mai mari decat luna noastra pana la giganti gazosi atat de colosali incat au fost supranumiti „super-Jupiteri”.

Cu toate acestea, cele mai frecvente exoplanete pe care le detecteaza astronomii sunt mai mari decat Pamantul, mai mici decat Neptun si orbiteaza stelele lor mai aproape decat orbiteaza Mercur in jurul Soarelui nostru.

Aceste planete ultra-comune tind sa se incadreze in una dintre cele doua grupuri distincte: super-Pamanturi si sub-Neptune.

Super-Pamanturile au o raza care este cu pana la 50% mai mare decat raza Pamantului, in timp ce sub-Neptunurile au de obicei o raza de doua pana la patru ori mai mare decat raza Pamantului.

Intre aceste doua intervale de raza, exista un gol, cunoscut sub numele de „Radius Gap”, in care cercetatorii gasesc rareori planete.

Si planetele de marimea lui Neptun care completeaza orbitele in jurul stelelor lor in mai putin de patru zile sunt extrem de rare. Cercetatorii numesc acest decalaj, acest gol „Pustiul fierbinte al lui Neptun”.

Este posibil ca unele procese astrofizice care stau la baza sa impiedice aceste planete sa se formeze sau sa supravietuiasca.

Cum se poate forma o exoplaneta

Pe masura ce se formeaza o stea, in jurul ei se formeaza un disc mare de praf si gaz. Din acel disc se pot forma planete. Pe masura ce planetele tinere castiga masa, ele pot acumula atmosfere gazoase semnificative.

Dar pe masura ce steaua se maturizeaza, incepe sa emita cantitati mari de energie sub forma de radiatii ultraviolete si de raze X. Aceasta radiatie stelara poate indeparta atmosferele pe care planetele le-au acumulat intr-un proces numit fotoevaporare.

Cu toate acestea, unele planete rezista acestui proces. Planetele mai masive au o gravitatie mai puternica, ceea ce le ajuta sa pastreze atmosfera lor originala.

In plus, planetele care sunt mai departe de steaua lor nu sunt lovite de atatea radiatii, astfel incat atmosfera lor se erodeaza mai putin.

Asadar, poate ca o parte semnificativa a super-Pamanturilor sunt de fapt nucleele stancoase ale planetelor carora li s-a desprins atmosfera complet, in timp ce sub-Neptunurile au fost suficient de masive pentru a-si pastra atmosfera.

In ceea ce priveste “Pustiul fierbinte al lui Neptun”, cele mai multe planete de dimensiunea lui Neptun pur si simplu nu sunt suficient de masive pentru a rezista complet puterii de separare a stelei lor daca acestea orbiteaza prea aproape.

Cu alte cuvinte, un sub-Neptun care isi orbiteaza steaua in patru zile sau mai putin isi va pierde rapid intreaga atmosfera. Cand este observata, atmosfera a fost deja pierduta si ceea ce ramane este un nucleu stancos gol – un super-Pamant.

Pentru a pune aceasta teorie la incercare, mai multe echipe de cercetare au colectat dovezi observationale.

Exoplaneta WASP-69b: un laborator unic

Exoplaneta WASP-69b este un laborator unic pentru studierea fotoevaporarii. Numele „WASP-69b” provine de la modul in care a fost descoperita. A fost a 69-a stea cu o planeta, b, gasita in investigarea Wide Angle Search for Planets.

In ciuda faptului ca are raza cu 10% mai mare decat Jupiter, WASP-69b este de fapt mai aproape de masa lui Saturn, mult mai usoara – nu este foarte densa si are doar aproximativ 30% din masa lui Jupiter.

De fapt, aceasta planeta are aproximativ aceeasi densitate ca o bucata de pluta.

Aceasta densitate scazuta rezulta din orbita sa ultra-inchisa de 3,8 zile in jurul stelei sale. Fiind atat de aproape, exoplaneta primeste o cantitate imensa de energie, ceea ce o face sa se incalzeasca.

Pe masura ce gazul se incalzeste, se extinde. Odata ce gazul se extinde suficient, incepe sa scape definitiv de gravitatia planetei.

Cand au observat aceasta exoplaneta, oamenii de stiinta au detectat gaz de heliu care scapa rapid de pe WASP-69b – aproximativ 200.000 de tone metrice pe secunda. Aceasta se traduce prin masa Pamantului pierduta la fiecare miliard de ani.

Pe parcursul vietii stelei, aceasta planeta va ajunge sa piarda o masa atmosferica totala echivalenta cu aproape 15 ori masa Pamantului.

Acest lucru pare mult, dar exoplaneta WASP-69b are de aproximativ 90 de ori masa Pamantului, asa ca, chiar si la aceasta rata extrema, va pierde doar o mica parte din cantitatea totala de gaz din care este compusa.

Coada asemanatoare unei comete a lui WASP-69b

Poate cea mai frapanta este descoperirea cozii extinse de heliu a lui WASP-69b, pe care echipa de cercetare a detectat-o mergand in spatele planetei pe cel putin 350.000 de mile (aproximativ 563.000 de kilometri).

Vanturile stelare puternice, care sunt un flux constant de particule incarcate emise de stele, sculpteaza astfel de cozi. Aceste vanturi de particule intra in atmosfera care evadeaza si o modeleaza intr-o coada ca o cometa in spatele planetei.

Studiul este de fapt primul care sugereaza ca aceasta coada a lui WASP-69b este atat de extinsa. Observatiile anterioare ale acestui sistem au sugerat ca planeta avea doar o coada modesta sau chiar deloc (vezi video).

Aceasta diferenta se rezuma probabil la doi factori principali. In primul rand, fiecare grup de cercetare a folosit instrumente diferite pentru a-si efectua observatiile, ceea ce ar putea duce la diferite niveluri de detectare. Sau, ar putea exista o variabilitate reala in sistem.

O stea precum Soarele nostru are un ciclu de activitate magnetic, numit „ciclu solar”, care dureaza 11 ani. In anii de activitate de varf, Soarele are mai multe eruptii, pete solare si modificari ale vantului solar.

Pentru a complica si mai mult lucrurile, fiecare ciclu este unic – nu exista doua cicluri solare la fel. Oamenii de stiinta inca incearca sa inteleaga si sa prezica mai bine activitatea Soarelui nostru.

Alte stele au propriile lor cicluri magnetice, dar oamenii de stiinta pur si simplu nu au inca suficiente date pentru a le intelege.

Deci variabilitatea observata pentru exoplaneta WASP-69b poate proveni din faptul ca de fiecare data cand este observata, steaua gazda se comporta diferit.

Exoplaneta WASP-69b si evolutia planetara in univers

Astronomii vor trebui sa continue sa observe aceasta planeta mai mult in viitor pentru a-si face o idee mai buna despre ce se intampla acolo.

Observarea directa asupra pierderii de masa a lui WASP-69b le spune cercetatorilor de exoplanete mai multe lucruri despre modul in care functioneaza evolutia planetara.

Mai mult, le ofera dovezi in timp real pentru evadarea atmosferica si sustine teoria conform careia planetele de tip Neptun fierbinte si Radius Gap sunt greu de gasit, deoarece pur si simplu nu sunt suficient de masive pentru a-si pastra atmosfera.

Si odata ce o pierd, tot ce mai ramane de observat este un nucleu stancos de super-Pamant.

Studiul legat de exoplaneta WASP-69b evidentiaza echilibrul delicat dintre compozitia unei planete si mediul ei stelar, modeland peisajul planetar divers pe care il observam astazi.

Pe masura ce astronomii continua sa cerceteze aceste lumi indepartate, fiecare descoperire ne aduce mai aproape de intelegerea structurii complexe a universului nostru.

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!

Sursa: phys.org, earthsky.org, keckobservatory.org, space.com.

Credit foto: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko, NASA-JPL/Caltech, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.