TOI 5205b je izuzetno veliki gasni džin otkriven oko crvenog patuljka — skoro četvrtina prečnika zvezde i tranzit koji zaklanja ~7% svetlosti. JWST spektroskopija otkriva da atmosfera ima nižu metalnost i manji udeo teških elemenata nego Jupiter i Saturn, kao i nižu metalnost u odnosu na zvezdu. To sugeriše da su teži elementi migrirali ka unutrašnjosti i da atmosfera može biti bogata ugljenikom, što dovodi u pitanje standardne modele formiranja džinova.
JWST Otkrio Neočekivanu Hemiju 'Zabranjene' Džin‑Planete TOI 5205b
Katherine Cain / Carnegie Institution for Science
Pre tri godine istraživači iz Carnegie Science otkrili su oko malenog crvenog patuljka egzoplanet TOI 5205b — gasnog džina razmera Jupitera koji je, neočekivano, skoro četvrtina prečnika svoje domaćinske zvezde. Tokom prolaza (tranzita) preko diska zvezde, planeta zaklanja oko 7% zvezdinog svetla, što spada među najveće poznate tranzite egzoplaneta i zbog čega je objekat dobio nadimak „zabranjena“ planeta.
Novija opažanja pomoću Svemirskog teleskopa James Webb (JWST) omogućila su istraživačima da ispituju atmosferu TOI 5205b spektroskopski. Rezultati, objavljeni u The Astronomical Journal, pokazuju neočekivanu hemijsku strukturu: atmosfera ima znatno niži udeo teških elemenata u odnosu na vodonik nego gasni džinovi u našem Sunčevom sistemu (Jupiter i Saturn), i pokazuje nižu metalnost u poređenju sa svojom zvezdom.
Zašto je ovo iznenađenje?
Prevladajući model formiranja velikih planeta — akrecija oko čvrstog jezgra u protoplanetarnom disku — predviđa da jezgro mora da dostigne približno ~10 masa Zemlje pre nego što brzo privuče veliku količinu gasa. Kod sistema sa crvenim patuljcima kao što je TOI 5205, očekuje se da u disku nema dovoljno materijala da se formira takvo jezgro, pa prisustvo džina ove veličine predstavlja ozbiljan izazov za postojeće teorije.
"Ova otkrića imaju implikacije za naše razumevanje procesa formiranja džinovskih planeta koji se odvijaju rano u životu zvezde," rekao je vodeći autor Anjali Piette iz Carnegie Science.
Šta pokazuju podaci o sastavu?
Autori studije ukazuju da niska metalnost atmosfere i njen odnos teških elemenata prema vodoniku mogu da znače da su teži elementi tokom formiranja migrirali ka unutrašnjosti planete i da sada postoji slabo mešanje između jezgra i atmosfere. Koautor Shubham Kanodia napominje da takav raspored može rezultovati atmosferom relativno bogatom ugljenikom, a siromašnom kiseonikom — što menja očekivanja o hemijskoj raznolikosti velikih planeta.
Implikacije i dalje istraživanje
Nalaz TOI 5205b podstiče reviziju modela formiranja planeta, posebno za sisteme sa niskom masom zvezde. Potrebna su dodatna posmatranja (širi spektar talasnih dužina, višestruki prolazi i preciznija mjerenja sastava) da bi se utvrdilo koliko je ovaj slučaj izuzetak, a koliko pokazatelj alternativnih mehanizama (npr. brza migracija, spajanje manjih tela ili posebne hemijske putanje u disku) koji mogu da objasne nastanak takvih „zabranjenih“ džinova.
Studija donosi važne smernice za buduća istraživanja atmosferske hemije egzoplaneta i za razumevanje kako raznoliki uslovi u protoplanetarnim diskovima oblikuju planete različitih veličina i sastava.
Pomozite nam da budemo bolji.
