Astronomer har opdaget en exoplanet med en gammel stjerne i kredsløb for første gang. Den sidste exoplanet, der skal findes af Kepler-rumteleskopet, er bestemt til at spiral stadig tættere på dens ekspanderende stjerne, indtil de smadrer og udsletter den.
Ved at give os vores første kig på en solsystem så sent i dens livscyklus giver opdagelsen frisk indsigt i den gradvise proces med planetarisk kredsløbsforfald. Mange verdener, inklusive Jorden, forventes at opleve død-for-stjerne i de næste 5 milliarder år. Kepler-1568b er en exoplanet med mindre end 3 millioner år tilbage.
Den første forfatter Shreyas Vissapragada sagde, "Vi har tidligere opdaget beviser for exoplaneter, der spirerer mod deres stjerner, men vi har aldrig før set sådan en planet omkring en udviklet stjerne".
"For stjerner, der ligner solen, refererer "udviklet" til dem, der har smeltet alle deres sammen brint til helium og flyttede ind i den næste fase af deres liv. I dette tilfælde er stjernen begyndt at udvide sig til en subgigant. Teori forudsiger, at udviklede stjerner er meget effektive til at suge energi fra deres planeters kredsløb, og nu kan vi teste disse teorier med observationer."
Den skæbnesvangre exoplanet er kendt som Kepler-1658b. Dens opdagelse blev muliggjort af Kepler-rumteleskopet, en banebrydende planetjagtmission, der startede i 2009. Som den første kandidat til en ny exoplanet, som Kepler nogensinde så, fik den navnet KOI 4.01, eller det 4. objekt af interesse opdaget af Kepler.
KOI 4.01 blev oprindeligt afvist som en falsk positiv. Før forskerne fandt ud af, at dataene ikke passede til modellen, troede forskerne, at de modellerede en Neptun-størrelse objekt omkring en stjerne i solstørrelse; et årti ville gå, da den observerede seismiske bølger, der rejser gennem sin stjerne. Efter at forskere påviste, at planeten og dens stjerne er langt større end først antaget, blev genstanden formelt tilføjet som det 1658. objekt til Keplers katalog.
Kepler-1658b er en såkaldt varm Jupiter. Den afstand for Kepler-1658b er kun en ottendedel af afstanden mellem vores Sol og Merkur, som har en af sine nærmeste baner. Kepler-1658b kredser om sin stjerne på kun 3.8 dage, i modsætning til Mercurys 88-dages kredsløb.
Kepler-1658b er omkring 2 milliarder år gammel og er i de sidste 1% af sin levetid. Dens stjerne har nået det stadie af sin stjernelivscyklus, hvor den er begyndt at vokse, som vores sol forudsiges at gøre, og er gået ind i, hvad astronomer omtaler som en subgigantfase. Kernestrukturen af udviklede stjerner, i modsætning til brintrige stjerner ligesom vores sol, burde det ifølge teoretiske forudsigelser lettere resultere i spredning af tidevandsenergi modtaget fra hostede planeters kredsløb. Som et resultat ville den orbitale henfaldsprocessen fremskynde, hvilket ville gøre det nemmere at undersøge en tidsskala, der er relevant for mennesker.
Orbital henfald og kollision er uundgåelige for varme Jupiters og andre planeter i nærheden af deres sol. Men fordi processen er så ulidelig gradvis, har det vist sig vanskeligt at overvåge, hvordan exoplaneter kredser ned i afløbet fra deres værtsstjerner. Ifølge den aktuelle analyse aftager Kepler-1658 b's omløbsperiode med 131 millisekunder (tusindedele af et sekund) årligt.
Forskere bemærkede, "At opdage dette fald krævede mange års omhyggelig observation. Uret startede med Kepler og blev opfanget af Palomar Observatory's Hale Telescope i det sydlige Californien og endelig Transiting Exoplanet Survey Telescope eller TESS, som blev opsendt i 2018. Alle tre instrumenter fangede transitter, betegnelsen for hvornår en exoplanet krydser ansigtet af sin stjerne og forårsager en meget svag dæmpning af stjernens lysstyrke. I løbet af de sidste 13 år er intervallet mellem Kepler-1658 b's transitter lidt, men støt faldet."
"Det samme fænomen, der er ansvarlig for den daglige stigning og fald af Jordens oceaner: tidevand."
"Trivningen forvrænger hver krops form, og energi frigives, når planeten og stjernen reagerer på disse ændringer. Afhængigt af afstandene mellem dem, deres størrelser og deres rotationshastigheder, kan disse tidevandsinteraktioner resultere i, at kroppe skubber hinanden væk - tilfældet for Jorden og den langsomt udadgående spiralformede Måne - eller indad, som med Kepler-1658b mod dens stjerne."
"Mange forskere forstår stadig ikke denne dynamik, især i stjerne-planet-scenarier, så astrofysikerne er ivrige efter at lære mere fra Kepler-1658-systemet."
Ashley Chontos, Henry Norris Russell postdoc i astrofysik ved Princeton sagde, "Selvom denne exoplanets system fysisk er meget forskelligt fra vores solsystem - vores hjem - kan det stadig fortælle os meget om effektiviteten af disse tidevandsspredningsprocesser og hvor længe disse planeter kan overleve."
Journal Reference:
- Shreyas Vissapragada et al. Den mulige tidevandsdød af Keplers første planetsystem. The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/aca47e
