Astronomer har upptäckt en exoplanet med en åldrad stjärna i omloppsbana för första gången. Den sista exoplaneten som hittas av rymdteleskopet Kepler är avsedd att spiralera allt närmare sin expanderande stjärna tills de krossar och utplånar den.
Genom att ge oss vår första titt på en solsystem så sent i sin livscykel ger upptäckten nya insikter om den gradvisa processen av planetariskt omloppsförfall. Många världar, inklusive jorden, förutspås uppleva död för stjärna under de kommande 5 miljarderna åren. Kepler-1568b är en exoplanet med mindre än 3 miljoner år kvar.
Den första författaren Shreyas Vissapragada sa, "Vi har tidigare upptäckt bevis för exoplaneter som spiralerar mot deras stjärnor, men vi har aldrig tidigare sett en sådan planet runt en utvecklad stjärna. "
"För stjärnor som liknar solen, hänvisar "evolved" till de som har smält samman alla sina väte till helium och flyttade in i nästa skede av sitt liv. I det här fallet har stjärnan börjat expandera till en underjätte. Teorin förutspår att utvecklade stjärnor är mycket effektiva när det gäller att tappa energi från sina planeters banor, och nu kan vi testa dessa teorier med observationer."
Den ödesdigra exoplaneten är känd som Kepler-1658b. Dess upptäckt möjliggjordes av rymdteleskopet Kepler, ett banbrytande planetjaktuppdrag som startade 2009. Som den första kandidaten till en ny exoplanet som Kepler någonsin såg fick den namnet KOI 4.01, eller det fjärde objektet av intresse upptäckt av Kepler.
KOI 4.01 avfärdades initialt som ett falskt positivt. Innan forskarna fick reda på att data inte passade modellen, trodde forskarna att de modellerade en Objekt i storleken Neptunus runt en solstor stjärna; ett decennium skulle passera när den observerade seismiska vågor som färdades genom sin stjärna. Efter att forskare visat att planeten och dess stjärna är mycket större än man först trodde, lades föremålet formellt till som det 1658:e objektet i Keplers katalog.
Kepler-1658b är en så kallad het Jupiter. Det avståndet för Kepler-1658b är bara en åttondel av avståndet mellan våra sol och Merkurius, som har en av sina närmaste banor. Kepler-1658b kretsar runt sin stjärna på bara 3.8 dagar, till skillnad från Merkurys 88-dagarsbana.
Kepler-1658b är cirka 2 miljarder år gammal och befinner sig i den sista 1% av sitt liv. Dess stjärna har nått det stadium av sin stjärnlivscykel där den har börjat växa, som vår sol förutspås göra, och har gått in i vad astronomer kallar en subjättefas. Kärnstrukturen hos utvecklade stjärnor, i motsats till väterika stjärnor som vår sol, borde lättare resultera i försvinnandet av tidvattenenergi som tas emot från värdplaneternas banor, enligt teoretiska förutsägelser. Som ett resultat skulle den orbitala sönderfallsprocessen påskyndas, vilket gör det enklare att undersöka en tidsskala som är relevant för människor.
Orbital förfall och kollision är oundvikliga för heta Jupiters och andra planeter nära deras sol. Men eftersom processen är så plågsamt gradvis, har det visat sig svårt att övervaka hur exoplaneter cirklar ner i avloppet för sina värdstjärnor. Enligt den aktuella analysen minskar Kepler-1658 b:s omloppsperiod med 131 millisekunder (tusendelar av en sekund) årligen.
Forskare noterade, "Att upptäcka denna nedgång krävde många år av noggrann observation. Klockan började med Kepler och plockades upp av Palomar Observatory's Hale Telescope i södra Kalifornien och, slutligen, Transiting Exoplanet Survey Telescope, eller TESS, som lanserades 2018. Alla tre instrumenten fångade transiter, termen för när en exoplanet korsar ansikte av sin stjärna och orsakar en mycket liten dämpning av stjärnans ljusstyrka. Under de senaste 13 åren har intervallet mellan Kepler-1658 b:s transiter minskat något men stadigt.”
"Samma fenomen som är ansvarigt för den dagliga uppgången och fallet av jordens hav: tidvatten."
"Tryckningen förvränger varje kropps form, och energi frigörs när planeten och stjärnan reagerar på dessa förändringar. Beroende på avstånden mellan dem, deras storlek och deras rotationshastigheter kan dessa tidvatteninteraktioner resultera i att kroppar trycker bort varandra - fallet för jorden och den långsamt utåtgående spiralformade månen - eller inåt, som med Kepler-1658b mot dess stjärna."
"Många forskare förstår fortfarande inte denna dynamik, särskilt i stjärnplanet-scenarier, så astrofysikerna är ivriga att lära sig mer från Kepler-1658-systemet."
Ashley Chontos, Henry Norris Russell postdoktor i astrofysik vid Princeton sade, "Även om den här exoplanetens system rent fysiskt skiljer sig mycket från vårt solsystem - vårt hem - kan det fortfarande berätta mycket om effektiviteten hos dessa tidvattenavledningsprocesser och hur länge dessa planeter kan överleva."
Tidskriftsreferens:
- Shreyas Vissapragada et al. Den möjliga tidvattenförlusten av Keplers första planetsystem. The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/aca47e
