TOI-3261 b – nowa planeta typu gorący Neptun

Nowo odkryta planeta wielkości Neptuna TOI-3261 b krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej niezwykle blisko. Jest ona czwartym obiektem tego typu odkrytym do tej pory. Może ona pomóc rozwiązać zagadkę, w jaki sposób powstają takie obce światy.

Naukowcy z University of Southern Queensland, pod kierownictwem Emmę Nabbie, wykorzystali należący do NASA teleskop kosmiczny TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) do odkrycia egzoplanety (planety spoza naszego Układu Słonecznego), a następnie przeprowadził obserwacje uzupełniające za pomocą teleskopów naziemnych w Australii, Chile i Republice Południowej Afryki. Pomiary wskazują, że glob jest „gorącym Neptunem” – czyli należy do klasy planet pozasłonecznych, gazowych olbrzymów o masie i rozmiarach zbliżonych do Neptuna, których orbita położona jest blisko gwiazdy macierzystej. Badanie „Surviving in the Hot Neptune Desert: The Discovery of the Ultrahot Neptune TOI-3261 b” zostało opublikowane w czasopiśmie The Astronomical Journal.

Ten typ egzoplanet, jak opisują astronomowie, jest podobny do naszego Neptuna pod względem rozmiaru i składu, ale orbituje niewiarygodnie blisko swojej gwiazdy. W tym przypadku „rok” TOI-3261 b trwa zaledwie 21 godzin. Tak ciasna orbita zapewnia planecie miejsce w niezwykle nielicznej grupie, do której wcześniej należało tylko trzech innych członków, których masy zostały dokładnie zmierzone.

TOI-3261 b okazała się również idealnym kandydatem do testowania przez naukowców nowych modeli komputerowych powstawania planet. Jednym z powodów, dla których gorące Neptuny są tak rzadkie, jest to, że gruba gazowa atmosfera jest trudna do utrzymania tak blisko gwiazd. Z racji swojej masy silne wpływają one grawitacyjnie na obiekty wokół siebie, co może zedrzeć warstwy gazu otaczającego blisko orbitującą planetę lub zdmuchnąć je przez emitowane ogromne ilości energii. Oba te czynniki oznaczają, że gorące Neptuny, takie jak TOI-3261 b, mogły początkowo być o wiele większymi planetami, wielkości Jowisza, zanim utraciły znaczną część swojej masy.

Modelując różne punkty początkowe i scenariusze rozwoju, naukowcy ustalili, że układ gwiazda-planeta ma około 6,5 miliardów lat i że planeta była początkowo znacznie większym gazowym olbrzymem. Prawdopodobnie straciła ona masę w wyniku dwóch przyczyn: fotoparowania – gdy energia z gwiazdy spowodowała rozproszenie cząstek gazu oraz odrywania pływowego – gdy przyciąganie grawitacyjne większego obiektu oderwało warstwy gazu od planety. Glob mógł również powstać dalej od swojego gospodarza, gdzie oba te efekty były mało intensywne, co pozwoliło mu zachować atmosferę.

TOI-3261 b jest około dwa razy gęstsza od Neptuna, co sugeruje zdaniem badaczy, że lżejsze części jej atmosfery zostały z czasem zerwane, pozostawiając tylko cięższe składniki. Dowodzi to, że atmosfera pierwotnie musiała zawierać różnorodne pierwiastki, ale trudno jest jednoznacznie stwierdzić, jakie.

Tę zagadkę astronomowie planują rozwiązać, obserwując planetę w świetle podczerwonym, za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba — idealnego sposobu na zobaczenie śladów różnych cząsteczek w atmosferze planety. Co pomoże naukowcom zrozumieć przeszłość TOI-3261 b, ale także poznanie procesów fizycznych stojących za powstawaniem gorących Neptunów.

Emil Gołoś