Novootkriveni egzoplanet, koji je od Zemlje udaljen samo 200 svjetlosnih godina, mogao bi baciti novo svjetlo na jedan od najčudnijih misterija planetarne znanosti. Polumjer egzoplaneta TOI-1075b je oko 1,8 puta veći od Zemljinog te se kao takav svrstava među najveće primjere takozvanih super-Zemlja egzoplaneta koje su astronomi dosad pronašli.
Zanimljivo je i da taj egzoplanet predstavlja primjer dosad rijetko viđenih malih planeta s polumjerom između 1,5 i 2 puta većim od Zemljinog. Dosad su pronađene nešto manji, stjenoviti primjeri super-Zemlje, kao i nešto veći takozvani mini-Neptuni, odnosno planeti s pufnastim atmosferama.
Masa TOI-1075b je 9,95 puta veća od mase Zemlje, što je previše da bi ga se smatralo plinovitim, a prema pretpostavljenoj gustoći, taj će egzoplanet vjerojatno biti kamenit, poput Merkura, Zemlje, Marsa i Venere. Upravo ga ta posebnost čini idealnim kandidatom za ispitivanje teorija o nastanku i evoluciji planeta.
Zanimljiva praznina
Jaz radijusa malog planeta identificiran je tek 2017. godine, kad su astronomi imali dovoljno velik katalog egzoplaneta na kojem je taj obrazac mogao biti uočen. Kad je riječ o egzoplanetima unutar određene neposredne blizine njihovih matičnih zvijezda, astronomi su pronašli vrlo malo svjetova koji se nalaze unutar spomenute praznine od 1,5 do 2 puta većeg polumjera od Zemljinog.
Nekoliko je mogućih objašnjenja za to, no čini se da je prevladavajuće ono koje kaže da ispod određene veličine, egzoplanet jednostavno nema masu da zadrži atmosferu protiv isparavanja uzrokovanog zračenjem tako blizu zvijezde domaćina. Prema tom modelu, egzoplaneti u jazu bi stoga trebali imati prilično veliku atmosferu koja se prvenstveno sastoji od vodika i helija.
Vrijedan "ulov" teleskopa TESS
TOI-1075b je otkriven u podacima NASA-inog teleskopa lovca na egzoplanete TESS, koji traži slabe, redovite padove u svjetlu drugih zvijezda što sugerira da oko njih kruži egzoplanet. Astronomi također mogu odrediti radijus tog egzoplaneta na temelju toga koliko je svjetlost zvijezde prigušena.
Podaci teleskopa TESS upućuju na to da oko narančaste patuljaste zvijezde TOI-1075 kruži egzoplanet oko 1,72 puta većeg polumjera od Zemljinog, u orbitalnom periodu od oko 14,5 sati. To je privuklo pozornost astronoma Zahre Essack s MIT-a, koja proučava takozvane vruće super-Zemlje. U tom radijusu i na toj blizini od matične zvijezde, pronađeni egzoplanet odgovarao je kriterijima za planet koji se nalazi unutar spomenute praznine.
Sljedeći korak u pokušaju razumijevanja prirode ovog egzoplaneta bilo je njegovo vaganje. To uključuje korištenje drugačijeg učinka koji egzoplanet ima na svoju zvijezdu domaćina, odnosno onog gravitacijskog. Većina gravitacije u interakciji zvijezda-planet dolazi od zvijezde, ali planet također provodi malu gravitacijsku silu natrag na matičnu zvijezdu. To znači da se zvijezda vrlo malo ljulja u mjestu, a astronomi to mogu otkriti u malim promjenama u svjetlu te zvijezde.
Ako znamo masu zvijezde, te se promjene mogu koristiti za mjerenje mase planeta koji pomiče zvijezdu. Zvijezda TOI-1075 ima masu i polumjer oko 60 posto našeg Sunca, pa su Essack i njezini kolege uspjeli precizno izračunati masu otkrivenog egzoplaneta na 9,95 Zemljinih masa te polumjer 1.791 puta veći Zemlje.
S poznatim mjerama veličine i širine, astronomi su mogli izračunati i njegovu prosječnu gustoću. Tako TOI-1075b ima gustoću od 9,32 grama po kubičnom centimetru. To je gotovo dvostruko više od Zemljine gustoće od 5,51 grama po kubičnom centimetru, što ga čini kandidatom za najgušću super-Zemljom dosad otkrivenom.
Atmosferu čini ispareno kamenje?
Ipak, gustoća TOI-1075b nije u skladu s postojanjem značajne atmosfere, što je astronomima vrlo zanimljivo. No, ono što bi taj egzoplanet mogao imati umjesto toga potencijalno je još fascinantnije.
Na temelju predviđenog sastava TOI-1075b i ultra-kratkog orbitalnog perioda, ne očekujemo da je planet zadržao vodik/helij ovojnicu. Ali, TOI-1075b bi mogao imati metalnu/silikatnu parnu atmosferu čiji sastav određuje magma-ocean, koji isparava na površini, budući da je ravnotežna temperatura TOI-1075 b dovoljno visoka da otopi stjenovitu površinu; ili posebno na nižoj granici dopuštenog raspona srednje gustoće, vjerojatno tanku vodik/helij, ili CO2, ili drugu atmosferu, pišu autori studije koja je objavljena na repozitoriju arXiv te koja je prihvaćena za objavu u znanstvenom časopisu The Astronomical Journal.
Drugim riječima, TOI-1075b je toliko vruć, budući da je tako blizu svojoj zvijezdi, da bi njegova površina mogla biti ocean magme koji stvara atmosferu isparenog kamenja.
To bismo zapravo mogli i doznati, zahvaljujući NASA-inom James Webb teleskopu, koji je vrlo vješt u zavirivanju u atmosferu egzoplaneta. Usmjeravanje prema TOI-1075b trebalo bi otkriti ima li tanku atmosferu, silikatnu atmosferu ili uopće nema atmosferu. Ta bi informacija mogla otkriti neke prethodno nepoznate karakteristike formiranja i evolucije planeta i kako super-Zemlje gube svoju atmosferu.
Izvor: Science Alert
