Atten-timers-årig planet på randen af ​​ødelæggelse

Astronomer fra University of Warwick har observeret en exoplanet, der kredser om en stjerne på lidt over 18 timer, den korteste omløbsperiode, der nogensinde er observeret for en planet af sin type.

Det betyder, at et enkelt år for denne varme Jupiter – en gaskæmpe, der i størrelse og sammensætning svarer til Jupiter i vores eget solsystem – går på mindre end en dag af jordens tid.

Opdagelsen er beskrevet i et nyt papir offentliggjort i dag (20. februar) for Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society og forskerne mener, at det kan hjælpe med at løse et mysterium om, hvorvidt sådanne planeter er i færd med at spiralere mod deres sole til deres ødelæggelse.

Planeten NGTS-10b blev opdaget omkring 1000 lysår væk fra Jorden som en del af Next-Generation Transit Survey (NGTS), en exoplanetundersøgelse baseret i Chile, der har til formål at opdage planeter ned til størrelsen af ​​Neptun ved hjælp af transitmetoden. Dette indebærer at observere stjerner for et tydeligt fald i lysstyrke, der indikerer, at en planet har passeret foran den.

På et hvilket som helst tidspunkt observerer undersøgelsen 100 kvadratgrader af himlen, hvilket omfatter omkring 100, 000 stjerner. Ud af de 100, 000 stjerner denne fangede astronomernes øjne på grund af de meget hyppige dyk i stjernens lys forårsaget af planetens hurtige kredsløb.

Hovedforfatter Dr. James McCormac fra University of Warwick Department of Physics sagde:"Vi er glade for at kunne annoncere opdagelsen af ​​NGTS-10b, en ekstremt kort periode på Jupiter-størrelse planet, der kredser om en stjerne, der ikke er så ulig vores Sol. Vi er også glade for, at NGTS fortsætter med at skubbe grænserne inden for jordbaseret transiterende exoplanetvidenskab gennem opdagelsen af ​​sjældne klasser af exoplaneter.

"Selvom i teorien er varme Jupitere med korte omløbsperioder (mindre end 24 timer) de nemmeste at opdage på grund af deres store størrelse og hyppige transitter, de har vist sig at være yderst sjældne. Af de hundredvis af varme Jupitere, der i øjeblikket er kendt, er der kun syv, der har en omløbsperiode på mindre end én dag."

NGTS-10b kredser så hurtigt, fordi den er meget tæt på sin sol - kun dobbelt så stor som stjernens diameter, i sammenhæng med vores solsystem, ville placere den 27 gange tættere på, end Merkur er på vores egen sol. Forskerne har bemærket, at det er faretruende tæt på det punkt, at tidevandskræfter fra stjernen til sidst ville rive planeten fra hinanden.

Planeten er sandsynligvis tidevandslåst, så den ene side af planeten er konstant vendt mod stjernen og konstant varm - astronomerne anslår den gennemsnitlige temperatur til at være mere end 1000 grader Celsius. Selve stjernen er omkring 70 % af vores sols radius og 1000 grader køligere. NGTS-10b er også en fremragende kandidat til atmosfærisk karakterisering med det kommende James Webb-rumteleskop.

Ved at bruge transitfotometri, forskerne ved, at planeten er 20 % større end vores Jupiter og lidt over det dobbelte af massen ifølge radiale hastighedsmålinger, fanget på et passende tidspunkt i sin livscyklus for at hjælpe med at besvare spørgsmål om udviklingen af ​​sådanne planeter.

Massive planeter dannes typisk langt væk fra stjernen og migrerer derefter enten gennem interaktioner med skiven, mens planeten stadig dannes, eller fra interaktioner med yderligere planeter meget længere ude senere i deres liv. Astronomerne planlægger at ansøge om tid til at få højpræcisionsmålinger af NGTS-10b, og at fortsætte med at observere den i løbet af det næste årti for at afgøre, om denne planet vil forblive i denne bane i nogen tid fremover – eller vil spiral ind i stjernen til dens død.

Medforfatter Dr. David Brown tilføjer:"Det menes, at disse ultrakorte planeter migrerer ind fra de ydre rækker af deres solsystemer og til sidst forbruges eller forstyrres af stjernen. Vi er enten meget heldige at fange dem i denne korte periode kredsløb, eller de processer, hvorved planeten migrerer ind i stjernen, er mindre effektive, end vi forestiller os, i så fald kan den leve i denne konfiguration i længere tid."

Medforfatter Dr. Daniel Bayliss sagde:"I løbet af de næste ti år, it might be possible to see this planet spiralling in. We'll be able to use NGTS to monitor this over a decade. If we could see the orbital period start to decrease and the planet start to spiral in, that would tell us a lot about the structure of the planet that we don't know yet.

"Everything that we know about planet formation tells us that planets and stars form at the same time. The best model that we've got suggests that the star is about ten billion years old and we'd assume that the planet is too. Either we are seeing it in the last stages of its life, or somehow it's able to live here longer than it should."

NGTS is situated at the European Southern Observatory's Paranal Observatory in the heart of the Atacama Desert, Chile. It is a collaboration between UK Universities Warwick, Leicester, Cambridge, and Queen's University Belfast, together with Observatoire de Genève, DLR Berlin and Universidad de Chile. I Storbritannien, the facility and the research is supported by the Science and Technologies Facilities Council (STFC) part of UK Research and Innovation (UKRI).