Ένα πολύ μεγάλο αίνιγμα βασανίζει τους αστροφυσικούς και αφορά ένα μικρό κόκκινο νάνο που είναι ένα αστέρι με μόλις το ένα πέμπτο του μεγέθους του δικού μας Ήλιου. Αυτά τα αστέρια θεωρούνται ανίκανα να δημιουργήσουν γιγαντιαίους πλανήτες, όμως αυτό το συγκεκριμένο αστέρι, έχει έναν τεράστιο αέριο γίγαντα (TOI-6894b) στο μέγεθος του Κρόνου!
Ο εξωπλανήτης TOI-6894b, όπως ονομάζεται, έχει ακτίνα ίση με το 86% της ακτίνας του Δία. Ο αστέρας TOI-6894, έχει μόλις το 21% της ακτίνας και το 21% της μάζας του Ήλιου μας και είναι το μικρότερο αστέρι που έχουμε ανακαλύψει, που έχει έναν αέριο γίγαντα σε τροχιά γύρω του.
«Ενθουσιάστηκα πολύ με αυτή την ανακάλυψη», λέει ο αστροφυσικός Έντουαρντ Μπράιαντ του Πανεπιστημίου του Γουόρικ στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος ηγήθηκε της μεγάλης διεθνούς ερευνητικής ομάδας.
«Δεν περιμέναμε πλανήτες όπως ο TOI-6894b να είναι σε θέση να σχηματιστούν γύρω από άστρα τόσο χαμηλής μάζας. Αυτή η ανακάλυψη θα αποτελέσει ακρογωνιαίο λίθο για την κατανόηση των ακραίων συνθηκών σχηματισμού γιγάντιων πλανητών».
Συνήθως, οι πλανήτες ενός συστήματος δημιουργούνται από τα υλικά που έχουν απομείνει από τις διαδικασίες σχηματισμού του αστέρα που το φιλοξενεί. Ένα αστέρι δημιουργείται όταν ένα πυκνό νέφος αερίου και σκόνης καταρρέει υπό την βαρύτητά του. Το υλικό του νέφους αρχίζει να περιστρέφεται γύρω από το βαρυτικό κέντρο του και δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο πρωτοάστρο, με έναν δίσκο ύλης να περιστρέφεται γύρω του, που τροφοδοτεί την ανάπτυξη του αστέρα. Όταν το αστέρι είναι αρκετά μεγάλο και με αρκετά μεγάλη ενέργεια, αρχίζει να απωθεί μέσω των αστρικών ανέμων το υλικό του δίσκου του.
Το υλικό του δίσκου που μένει, αρχίζει και σχηματίζει πλανήτες. Η ύλη σε αυτό αρχίζει και συσσωρεύεται σε κάποια σημεία, δημιουργώντας σταδιακά τους πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από το αστέρι.
Όμως, η ποσότητα της ύλης στον δίσκο αυτό θεωρείται ανάλογη με τη μάζα του αστέρα και αυτός είναι ο λόγος που δεν συναντάμε τόσο μικρά άστρα με γιγάντιους πλανήτες, καθώς δε θα έπρεπε να υπάρχει αρκετό υλικό για να σχηματιστούν μετά τη δημιουργία του αστέρα.
Παρ ‘όλα αυτά, αυτά τα παράξενα, «αδύνατα» συστήματα εμφανίζονται κατά καιρούς , υποδηλώνοντας όχι μόνο ότι γιγάντιοι πλανήτες μπορούν να σχηματιστούν γύρω από μικροσκοπικά αστέρια, αλλά και ότι η διαδικασία δεν είναι και τόσο ασυνήθιστη. Δεν έχουμε ακόμα εικόνα για το πόσο συνηθισμένες είναι αυτές οι συμπεριφορές, οπότε ο Μπράιαντ και η ομάδα του, ξεκίνησαν μια μελέτη για να ερευνήσουν τα δεδομένα του TESS για στοιχεία.
«Αρχικά έψαξα στις παρατηρήσεις του TESS για περισσότερα από 91.000 άστρα ερυθρών νάνων χαμηλής μάζας, αναζητώντας γιγάντιους πλανήτες», λέει . «Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις που έγιναν με ένα από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο, το VLT του ESO, ανακάλυψα τον TOI-6894b, έναν γιγάντιο πλανήτη που διέρχεται από το άστρο με τη χαμηλότερη μάζα που είναι γνωστό μέχρι σήμερα και φιλοξενεί έναν τέτοιο πλανήτη».
Οι εξωπλανήτες εντοπίζονται συνήθως μέσω μιας τεχνικής γνωστής ως μέθοδος διέλευσης. Όταν ένας εξωπλανήτης σε τροχιά γύρω από ένα άστρο περνάει ανάμεσα σε εμάς, τους παρατηρητές, και το άστρο, το φως αυτού του άστρου μειώνεται ελάχιστα. Οι αστρονόμοι μπορούν να προσδιορίσουν την παρουσία ενός εξωπλανήτη αναζητώντας περιοδικές πτώσεις στο φως του άστρου. Συνήθως πρόκειται για ένα μικροσκοπικό σήμα που απαιτεί αρκετή ανάλυση για να βρεθεί.
Όμως, όταν οι ερευνητές εξέτασαν τον TOI-6894, διαπίστωσαν πως το φως του μειώθηκε κατά ένα 17%, που είναι εντυπωσιακό. Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις της ομάδας για τις διαβάσεις, αυτό θα έκανε τη διάμετρο του άστρου περίπου 320.000 χιλιόμετρα (200.000 μίλια), ενώ ο εξωπλανήτης έχει διάμετρο περίπου 120.000 χιλιόμετρα.
Επόμενες παρατηρήσεις για το πόσο η βαρύτητα αυτού του γίγαντα αερίων επηρεάζει την τροχιακή κίνηση του άστου, αποκάλυψαν πως η μάζα του πλανήτη TOI-6894b. Είναι μόλις 17% της μάζας του Δία, κάτι που υποδηλώνει πως η ατμόσφαιρά του είναι πολύ πιο ελαφριά και αφράτη, από αυτή του Δία.
Μια ομάδα αστρονόμων έχει ήδη υποβάλει αίτηση για χρόνο στο James Webb για να πραγματοποιήσει ατμοσφαιρικές μελέτες στο άστρο και τον πλανήτη. Επειδή ο εξωπλανήτης είναι αρκετά δροσερός (από άποψη θερμοκρασίας, αλλά και γενικά), αναμένουν να βρουν πολύ μεθάνιο.
«Αυτό το σύστημα αποτελεί μια νέα πρόκληση για τα μοντέλα σχηματισμού πλανητών και προσφέρει έναν πολύ ενδιαφέροντα στόχο για επόμενες παρατηρήσεις που θα χαρακτηρίσουν την ατμόσφαιρά του», λέει ο αστροφυσικός Andrés Jordán του Ινστιτούτου Αστροφυσικής της Χιλή.
