En het Jupiter kan få sin värdstjärna att snurra snabbare än den skulle göra utan planeten genom att utöva tidvattentryck. Som ett resultat av dess snabbare rotation kan värdstjärnan bli mer aktiv och avge mer röntgenstrålar, vilket ofta är kännetecken för en ung stjärna.
En ny studie med hjälp av NASA:s Chandra X-ray Observatory undersöker om "heta Jupiter" exoplaneter kan ha en anti-aging effekt på stjärnorna de kretsar kring. Det antyder att 'het jupiterexoplaneter kan tvinga sin värd stjärnor att agera yngre än deras ålder.
Även om fenomenets "heta Jupiter"-förmåga har observerats tidigare, är detta resultat första gången noggrant dokumenterat, och erbjuder de mest avgörande bevisen hittills för detta ovanliga fenomen.
Nikoleta Ilic från Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) i Tyskland, som ledde denna nya studie, sa: "Inom medicin behöver du många patienter som är inskrivna i en studie för att veta om effekterna är verkliga eller någon form av extremiteter. Detsamma kan vara sant inom astronomi, och den här studien ger oss förtroendet för att dessa heta Jupiters gör att stjärnorna de kretsar kring agerar yngre än de är."
Stars vitalitet bestäms av flera faktorer. När stjärnorna åldras kommer deras aktivitet och spinning att sakta ner, och de kommer att få färre utbrott. Astronomer har behövt hjälp med att avgöra om en stjärna är exceptionellt aktiv eftersom den påverkas av en närliggande planet, vilket gör att den verkar yngre än den är, eller för att den är genuint ung eftersom det är svårt att fastställa åldrarna för de flesta stjärnor.
Den här nya studien närmade sig detta problem genom att titta på dubbelstjärniga (eller "binära") system där stjärnorna är vitt åtskilda, men bara en har en varm Jupiter som kretsar runt den. Enligt astronomer stjärnor i binära system alla utvecklas i det exakta ögonblicket, precis som mänskliga tvillingar. Avståndet mellan stjärnorna är alldeles för stort för att de ska kunna interagera eller för att den heta Jupiter ska kunna påverka den andra stjärnan. Detta betyder att de kan använda planetfri stjärna som kontrollämne.
Medförfattare Katja Poppenhaeger, också AIP, sa: ”Det är nästan som att använda tvillingar i en studie där en tvilling bor i ett helt annat kvarter som påverkar deras hälsa. Genom att jämföra en stjärna med en närliggande planet med dess tvilling utan en, kan vi studera skillnaderna i beteendet hos samma åldrade stjärnor."
Teamet bestämde hur "ung" en stjärna agerar utifrån mängden röntgenstrålar. De studerade nästan trettio system i röntgenstrålar, letade efter tecken på planet-till-stjärna interaktion (det slutliga provet inkluderade 10 system sett av Chandra och sex av ESA:s XMM-Newton, med flera observerade av båda). De upptäckte att stjärnor med heta Jupiters tenderade att vara mer aktiva än deras partnerstjärnor utan heta Jupiters eftersom de var ljusare i röntgenstrålar.
Medförfattare Marzieh Hosseini, även AIP, sade, "I tidigare fall fanns det några mycket spännande tips, men nu har vi äntligen statistiska bevis för att vissa planeter verkligen påverkar sina stjärnor och håller dem unga. Förhoppningsvis kommer framtida studier att hjälpa till att avslöja fler system för att bättre förstå denna effekt."
Tidskriftsreferens:
- Nikoleta Ilic et al., Tidal stjärna-planet interaktion och dess observerade inverkan på stjärnaktivitet i planet-värdar breda binära system, Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac861
- Nikoleta Ilic et al., Tidal stjärna-planet interaktion och dess observerade inverkan på stjärnaktivitet i planet-värdar breda binära system, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2203.13637
