Astronomen die met TESS-gegevens (Transiting Exoplanet Survey Satellite) werken, hebben een planeet gevonden waar dat niet zou mogen zijn: in de ruimte die onlangs werd gevuld door zijn gastheerster toen het een rode reus was.
TESS gebruikt asteroseismologie om sterren te onderzoeken. Het meet de kleine oscillaties in een ster die aanwijzingen geeft voor de binnenstructuur. Deze aanwijzingen zijn verborgen voor andere soorten waarnemingen, zoals helderheid en oppervlaktetemperatuur. In een nieuw gepubliceerd onderzoek onderzochten de auteurs twee rood-reuzensterren: HD 212771 en HD 203949. Dit zijn de eerste asteroseismologische studies van sterren waarvan bekend is dat ze planeten hosten.
De titel van het artikel is "TESS Asteroseismology of the known red-giant host stars HD 212771 and 203949." De hoofdauteur van het artikel is Tiago Campante, van de Universiteit van Porto, Portugal. In een persbericht legde Campante uit hoe de kracht van TESS de auteurs hielp deze sterren te bestuderen: 'TESS-waarnemingen zijn nauwkeurig genoeg om de zachte pulsaties aan de oppervlakte van sterren te kunnen meten. Deze twee redelijk geëvolueerde sterren herbergen ook planeten, die het ideale testbed vormen voor studies van de evolutie van planetaire systemen. ”
"Deze studie is een perfecte demonstratie van hoe stellaire en exoplanetaire astrofysica met elkaar zijn verbonden."
Medeauteur Vardan Adibekyan, Universiteit van Porto
Hoewel asteroseismologie gaat over het begrijpen van sterren, helpt het ook astronomen exoplaneten. In hun paper zeggen de auteurs: “… asteroseismologie heeft een diepgaande invloed op de moderne astrofysica, met name op het gebied van de exoplanetaire wetenschap. Karakterisering van exoplanet-hoststerren via asteroseismologie zorgt voor een ongeëvenaarde precisie in de absolute eigenschappen van hun planeten.
In hun studie maten de wetenschappers de grootte, massa en leeftijd van de twee sterren met behulp van asteroseismologie. Vervolgens richtten ze zich op HD 203949 om de evolutionaire staat ervan te bepalen. Ze ontdekten dat een exoplaneet die in een baan om de ster draait zich op een vreemde positie bevindt. HD 203949 had zijn rode gigantische fase achter zich gelaten, maar de planeet, genaamd HD 203949 b, bezette een baan die tijdens de rode gigantische fase van de ster zou zijn verzwolgen.
Het team denkt dat de exoplaneet, in plaats van te overleven dat ze wordt overspoeld door de uitgebreide envelop van de ster, dichter bij de ster werd getrokken door getijdeninteracties, nadat de rode gigantische fase was voltooid.
Dr. Dimitri Veras van het Department of Physics van de University of Warwick is een van de co-auteurs. Dr. Veras zei: “We bepaalden hoe deze planeet zijn huidige locatie had kunnen bereiken, en om dat te doen, ongeacht of de planeet al dan niet verzwolgen moest blijven binnen de stellaire envelop van de rode reuzenster. Het werk werpt een nieuw licht op de overlevingskansen van planeten wanneer hun oudersterren beginnen te sterven, en kan zelfs nieuwe aspecten van de getijdenfysica onthullen. ”
Het lijkt een tegenstrijdigheid. Volgens ons begrip van de evolutionaire toestand van de ster, zou deze alle planeten zo dichtbij moeten hebben verzwolgen en vernietigd. De planeet is een gasreus die ongeveer 8 keer zo groot is als Jupiter. Dat is een enorme planeet, maar dat maakt niet uit. Wanneer een ster in zijn rode gigantische fase uitzet, vernietigt hij snel alle planeten die in die uitbreiding zijn verstrikt. Maar toch, de planeet is er, wat betekent dat er iets anders aan de hand is.
Vardan Adibekyan, ook van de Universiteit van Porto, is co-auteur van het artikel. Adibekyan zei: 'Deze studie is een perfecte demonstratie van hoe stellaire en exoplanetaire astrofysica met elkaar zijn verbonden. Stellaire analyse lijkt te suggereren dat de ster te geëvolueerd is om nog steeds een planeet te herbergen op zo'n 'korte' baanafstand, terwijl we uit de exoplanetanalyse weten dat de planeet daar is! "
In andere zonnestelsels zien we gasreuzen heel dicht bij hun sterren. Ze worden 'Hot Jupiters' genoemd en men denkt dat ze daar op geen enkele manier hadden kunnen ontstaan. De zonnewind en straling van de ster zouden hebben voorkomen dat het gas op die locatie samensmelt en een planeet vormt. Tijdens de levensduur van een zonnestelsel migreren deze gasreuzen door het zonnestelsel, soms in een baan dichter bij hun ster, soms verder. Dat is waarschijnlijk gebeurd in ons eigen zonnestelsel met Jupiter, en het is waarschijnlijk ook gebeurd met HD 203949 en HD 203949 b.
Maar er zijn veel wetenschappers die niet weten hoe dat proces verloopt en wat het drijft. Het is een beetje een dilemma.
"De oplossing voor dit wetenschappelijke dilemma is verborgen in het 'simpele feit' dat sterren en hun planeten niet alleen vormen, maar ook samen evolueren. In dit specifieke geval is de planeet erin geslaagd om overspoeling te voorkomen, 'zei Adibekyan.
Meer:
- Persbericht: onthuld: exoplanets ‘onwaarschijnlijke’ overleving
- Onderzoekspaper: TESS Asteroseismologie van de bekende rode reuzengastheer HD 212771 en HD 203949
