Et nyt spin på planetdannelsesmysterier

Astronomer har fanget de første spin-målinger nogensinde af planeter, der udgør HR 8799-stjernesystemet.

Opdaget i 2008 af W. M. Keck Observatory og Gemini Observatory, som begge er placeret på Hawaii, HR 8799-stjernesystemet er placeret 129 lysår væk og har fire såkaldte super-Jupiter-planeter, hver mere massiv end Jupiter. HR 8799 er et af de første planetsystemer, der har fået sit billede direkte taget af et teleskop.

Imidlertid, ingen af ​​HR 8799 planeternes rotationsperioder, eller spinhastigheder, var blevet målt - og faktisk spinhastigheden (som oversættes til længden af ​​en dag på planeten) er kun blevet målt for en håndfuld af de tusindvis af exoplaneter, der hidtil er blevet opdaget.

Gennembruddet blev muliggjort af et videnskabs- og ingeniørhold ledet af Caltech og Keck Observatory, der udviklede et instrument kaldet Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC). Idriftsat mellem 2018 og 2020, instrumentet kan observere, med ekstrem høj spektral opløsning, exoplaneter, der tidligere blev afbildet. KPIC giver en opløsning, der er høj nok til at tyde, hvor hurtigt planeterne drejer.

En undersøgelse om resultaterne er blevet accepteret til offentliggørelse i Det astronomiske tidsskrift ; værket repræsenterer de første videnskabelige resultater fra KPIC.

Undersøgelsen viste, at minimumsrotationshastighederne for to af HR 8799-planeterne, kendt som HR 8799 d og HR 8799 e, er 10,1 kilometer i sekundet (km/s) og 15 km/s, henholdsvis. Dette oversættes til en længde på dagen, der kan være så kort som tre timer eller kan være så lang som 24 timer, som på jorden, afhængigt af planeternes hældning, som i øjeblikket er uafklarede. For kontekst, Jupiter har en rotationshastighed på omkring 12,7 km/s, og en dag på Jupiter varer næsten 10 timer.

Holdet var også i stand til at begrænse spin af en tredje planet, HR 8799 c, til en øvre grænse på mindre end 14 km/s. Rotationshastigheden af ​​den fjerde planet, HR 8799 b, kunne ikke fastslås endeligt.

At kende planeternes spinhastigheder giver vigtige fingerpeg om, hvordan de er dannet.

"Med KPIC, vi var i stand til at opnå de højeste spektrale opløsningsobservationer nogensinde udført af HR 8799 exoplaneterne, " siger Jason Wang, den 51 Pegasi b postdoktorale forskningsassistent i astronomi ved Caltech og hovedforfatter af undersøgelsen. "Dette giver os mulighed for at studere dem med finere granularitet end nogensinde før og låser op for nøglen til at få en dybere forståelse af ikke blot, hvordan disse fire planeter blev dannet, men hvordan gasgiganter generelt udvikler sig i hele universet."