Egy európai-japán kutatócsoport felfedezett egy több bolygóval rendelkező, Naphoz hasonló csillagot, amelynek egyik planétája rendkívül rövid keringési idejű, és az egyik legsűrűbb bolygó, amit ismerünk. A kutatók a Scientific Reports című lapban számoltak be a felfedezésről, ami új megvilágításba helyezi mindazt, amit a szélsőséges környezetben kialakuló bolygók születéséről és fejlődéséről tudunk.

Művészi illusztráció a K2-360 jelű rendszerről és a K2-360 b jelű rendívül forró szuperföldről (vörös), amely nagyon közel kering Naphoz hasonló csillagához, valamint egy másik, távolabb keringő planétáról, a K2-360 c-ről (kék) a háttérben. (Astrobilogy Center)

A rendszer, amely a K2-360 jelet kapta, körülbelül 750 fényévre van a Földtől. A Naphoz hasonló csillag körül két bolygó kering:

– K2-360 b: egy ultrarövid keringési idejű szuperföld, vagyis a Földnél nagyobb, de a Neptunusznál kisebb kőzetbolygó. 1,6-szor nagyobb a Földnél, és 21 óra alatt kerüli meg a csillagát. Mivel a tömege 7,7-szerese a Földének, kategóriájában ez az eddig ismert legsűrűbb planéta.

– K2-360 c: egy külső bolygó, ami 15-ször nagyobb tömegű, mint a Föld, és 9,8 nap a keringési ideje. A planéta tranzit módszerrel nem figyelhető meg, ezért a pontos mérete ismeretlen.

„A K2-360 valóban figyelemre méltó – olyan sűrű, mint az ólom, vagyis közel nyolc földnyi tömeget sűrít be egy, a bolygónknál alig nagyobb gömbbe.” – mondja John Livingston (Astrobiology Center, Tokió), a tanulmány vezető szerzője. „Így ez a legsűrűbb ismert ultrarövid periódusú, vagyis egy napnál rövidebb keringési idejű bolygó, amely pontos paraméterekkel rendelkezik.”

A felfedezést a NASA K2 küldetése tette lehetővé: ennek keretében észlelték először a belső bolygót, amint 2016-ban elhaladt a csillaga előtt. A földi teleszkópokkal, így a HARPS és a HARPS-N spektrográffal végzett további megfigyelések megerősítették, hogy bolygóról van szó, és felfedték a távolabb keringő másik planétát.

A K2-360 b rendkívüli sűrűsége arra utal, hogy egykor nagyobb lehetett, de a közeli csillag lefújta róla a külső rétegeit, és mára csak a magja maradt meg. „Bepillantást enged egyes közel keringő bolygók sorsába, amelyek sűrű kőzetmagja több milliárd évig fennmarad.” – magyarázza Davide Gandolfi (Università di Torino).

A K2-360 c jelű külső planéta egy újabb érdekességgel szolgál. Bár tranzitot nem figyelhettek meg, a kutatók a csillagra ható gravitációja alapján kiszámították a minimális tömegét. Számítógépes szimulációk szerint fontos szerepet játszhatott a rendszer kialakulásában és fejlődésében.

A csillagukhoz közel keringő planéták többsége a gázkoronggal történő kölcsönhatások következtében vándorolt befelé, a jelek szerint a K2-360 b azonban más utat járt be. „A dinamikai modelljeink szerint a K2-360 c taszíthatta beljebb a másik bolygót nagy excentricitású migráció útján.” – mondja a tanulmány társszerzője, Alessandro Trani (Niels Bohr Institute). „Ebben a folyamatban olyan gravitációs kölcsönhatások játszanak szerepet, amelyek először elliptikussá nyújtják a belső bolygó pályáját, ami az árapály-erők hatására fokozatosan kör alakúvá válik a csillaghoz közel. A pálya árapály-hatások következtében történő körkörössé válását azonban a planéta forgástengelyének dőlése is elindíthatja.”

A kutatók elemzése szerint a K2-360 b vasban gazdag kőzetmagja összetétele alapján inkább hasonlít a Föld magjára, mint a Merkúréra. A csillag megfigyelt kémiai összetételére épülő modellek alapján úgy becsülik, hogy a K2-360 b-nek valószínűleg nagy vasmagja van, amely a tömegének mintegy 48%-át teszi ki. Így inkább nevezhető szuperföldnek, mint szupermerkúrnak, pedig extrém nagy a sűrűsége.

„A belső szerkezetről alkotott modelljeink arra utalnak, hogy a K2-360 b valószínűleg jelentős vasmaggal rendelkezik, amelyet egy kőzetköpeny vesz körül.” – magyarázza Mahesh Herath (McGill University), a tanulmány társszerzője. „A felszínét a csillag közelsége miatti hatalmas hőség következtében magma boríthatja. Az ehhez hasonló bolygók megismerése által megtudhatjuk, hogyan alakulnak ki a földszerű égitestek a galaxis különböző környezeteiben.”

A K2-360 jelű rendszer felfedezése értékes információkkal járul hozzá a bolygórendszerek felépítésével és az őket kialakító folyamatokkal kapcsolatos ismereteinkhez. A K2-360 b-hez hasonló ultrarövid keringési idejű bolygók viszonylag ritkák, így ennek felfedezése a nagy tömegű külső bolygótársával együtt segít pontosítani a kialakulásukra vonatkozó elméleteinket.

„A K2-360 kiváló laboratórium lehet a bolygók extrém környezetben történő kialakulásának és fejlődésének tanulmányozására.” – mondja Livingston.

Forrás: phys.org