Είναι ένας πλανήτης Ultrashort Period (USP) που περιφέρεται γύρω από το αστέρι του σε μόλις 7,7 ώρες. Υπάρχουν σχεδόν 200 άλλοι πλανήτες USP στον 5.000+ κατάλογό μας με εξωπλανήτες, οπότε ο Gliese 367 b δεν είναι μοναδικός από αυτή την άποψη. Αλλά είναι ακραίος με έναν άλλο τρόπο: είναι ένας εξαιρετικά πυκνός πλανήτης – σχεδόν δύο φορές πιο πυκνός από τη Γη.

Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να είναι σχεδόν καθαρός σίδηρος.

Οι αστρονόμοι βρήκαν τον Tahay σε δεδομένα TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) από το 2021. Αλλά νέα έρευνα στο The Astrophysical Journal Letters εμφανίζει τη μάζα και την ακτίνα του περίεργου πλανήτη με βελτιωμένες μετρήσεις.

Η έρευνα τιτλοφορείται “Εταιρεία για την Υπερυψηλή Πυκνότητα, Εξαιρετικά Μικρή Περίοδο Υπο Γης GJ 367 b: Ανακάλυψη δύο πρόσθετων πλανητών χαμηλής μάζας στις 11,5 και 34 ημέρες.” Ο κύριος συγγραφέας είναι η Elisa Goffo, Ph.D. φοιτητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Τορίνο.

Το TESS βρήκε το Gliese 367 b το 2021 όταν ανίχνευσε ένα εξαιρετικά αδύναμο σήμα διέλευσης από τον κόκκινο νάνο αστέρα που ονομάζεται Gliese 367. Το σήμα ήταν στα όρια της ικανότητας ανίχνευσης TESS, οπότε οι αστρονόμοι γνώριζαν ότι ήταν μικρό, όπως η Γη.

Ως μέρος της προσπάθειας του 2021, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το φασματογράφο High-Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο για να προσδιορίσουν τη μάζα και την πυκνότητα του G 367 b. Προσδιόρισαν ότι η ακτίνα του πλανήτη είναι 72% της Γης και η μάζα του είναι 55% της Γης. Αυτό σημαίνει ότι πιθανότατα ήταν ένας σιδερένιος πλανήτης, ο πυρήνας ενός άλλοτε πολύ μεγαλύτερου πλανήτη.

Χρησιμοποίησαν επίσης HARPS για να μετρήσουν τον μικρό πλανήτη. Αυτή τη φορά χρησιμοποίησαν 371 παρατηρήσεις HARPS του G 367 b. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο πλανήτης είναι ακόμη πιο πυκνός από ό,τι βρήκε η μελέτη του 2021. Αντί για το 55% της μάζας της Γης, αυτή η νέα έρευνα αποκαλύπτει ότι ο πλανήτης είναι το 63% της μάζας της Γης. Η ακτίνα του επίσης συρρικνώθηκε από το 72% της Γης στο 70% της Γης.

Αυτό που καταλήγει είναι ότι το G 367 b είναι δύο φορές πιο πυκνό από τη Γη. Λένε ότι είναι πιθανώς ο πυρήνας ενός πλανήτη που είχε απογυμνωθεί ο βραχώδης μανδύας του.

«Θα μπορούσατε να συγκρίνετε τον GJ 367 b με έναν πλανήτη που μοιάζει με τη Γη με τον βραχώδη μανδύα του απογυμνωμένο», είπε ο επικεφαλής συγγραφέας Goffo. “Αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για το σχηματισμό του GJ 367 b. Πιστεύουμε ότι ο πλανήτης μπορεί να έχει σχηματιστεί όπως η Γη, με έναν πυκνό πυρήνα κατασκευασμένο κυρίως από σίδηρο, που περιβάλλεται από έναν πλούσιο σε πυριτικό μανδύα.”

Κάτι εξαιρετικό πρέπει να συνέβη για να χάσει ο μικρός πλανήτης τον μανδύα του. «Ένα καταστροφικό γεγονός θα μπορούσε να είχε αφαιρέσει τον βραχώδη μανδύα του, αφήνοντας γυμνό τον πυκνό πυρήνα του πλανήτη», εξήγησε ο Γκοφό. Οι συγκρούσεις μεταξύ του και άλλων πρωτοπλανήτων που σχηματίζονται ακόμη νωρίς στη ζωή του θα μπορούσαν να έχουν αφαιρέσει το εξωτερικό στρώμα του πλανήτη.

Μια άλλη πιθανότητα, σύμφωνα με τον Goffo, είναι ότι το μικρό USP γεννήθηκε σε μια ασυνήθιστα πλούσια σε σίδηρο περιοχή ενός πρωτοπλανητικού δίσκου. Αλλά αυτό φαίνεται απίθανο.

Υπάρχει μια τρίτη πιθανότητα και εξετάστηκε για πρώτη φορά όταν οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το G 367 b το 2021. Θα μπορούσε να είναι το απομεινάρι ενός κάποτε τεράστιου γίγαντα αερίου όπως ο Ποσειδώνας. Για να συμβεί αυτό, ο πλανήτης θα είχε σχηματιστεί πιο μακριά από το αστέρι και στη συνέχεια θα είχε μεταναστεύσει μέσα. Είναι τόσο κοντά στο αστέρι του τώρα που η έντονη ακτινοβολία από τον κόκκινο νάνο θα είχε βράσει την ατμόσφαιρα μακριά.

Ο G 367 b ανήκει σε μια πολύ μικρή κατηγορία εξωπλανητών που ονομάζονται υπερ-Ερμής. Η σύνθεσή τους είναι ίδια με του Ερμή, αλλά είναι μεγαλύτερα και πιο πυκνά. (Αν και είναι σπάνια, υπάρχει ένα σύστημα με δύο από αυτά.) Ο Ερμής μπορεί να είχε την ίδια μοίρα που μπορεί να είχε το G 367 b. Μπορεί να είχε περισσότερο μανδύα και κρούστα ταυτόχρονα, αλλά οι κρούσεις το αφαίρεσαν.

Αλλά ακόμη και μεταξύ των υπερ-Mercuries, το G 367 b ξεχωρίζει. Είναι το πιο πυκνό USP που γνωρίζουμε. «Χάρη στις ακριβείς εκτιμήσεις μας για τη μάζα και την ακτίνα, εξερευνήσαμε τη δυνητική εσωτερική σύνθεση και δομή του GJ 367 b και ανακαλύψαμε ότι αναμένεται να έχει πυρήνα σιδήρου με κλάσμα μάζας 0,91», αναφέρει το νέο έγγραφο.

Τι συνέβη λοιπόν σε αυτό το σύστημα; Πώς βρέθηκε το G 367 b σε αυτή την κατάσταση και τόσο κοντά στο αστέρι του;

Οι ερευνητές βρήκαν επίσης δύο ακόμη πλανήτες σε αυτό το σύστημα: G 367 c και d. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι πλανήτες USP βρίσκονται σχεδόν πάντα σε συστήματα με πολλούς πλανήτες, επομένως αυτή η νέα έρευνα το ενισχύει. Το TESS δεν μπόρεσε να εντοπίσει αυτούς τους πλανήτες επειδή δεν διέρχονται από το αστέρι τους. Η ομάδα τους βρήκε στις παρατηρήσεις της HARPS και η παρουσία τους περιορίζει τα πιθανά σενάρια σχηματισμού.

«Χάρη στις εντατικές παρατηρήσεις μας με τον φασματογράφο HARPS ανακαλύψαμε την παρουσία δύο επιπλέον πλανητών χαμηλής μάζας με περιόδους τροχιάς 11,5 και 34 ημερών, που μειώνουν τον αριθμό των πιθανών σεναρίων που θα μπορούσαν να οδήγησαν στο σχηματισμό ενός τόσο πυκνού πλανήτη. ” είπε ο συν-συγγραφέας Davide Gandolfi, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Τορίνο.

Οι πλανήτες σύντροφοι περιφέρονται επίσης κοντά στο αστέρι αλλά έχουν μικρότερες μάζες. Αυτό αποδυναμώνει την ιδέα ότι κάποιο από αυτά σχηματίστηκε σε περιβάλλον πλούσιο σε σίδηρο αλλά δεν το εξαλείφει. “Ενώ ο GJ 367 b μπορεί να έχει σχηματιστεί σε περιβάλλον πλούσιο σε σίδηρο, δεν αποκλείουμε ένα σενάριο σχηματισμού που περιλαμβάνει βίαια γεγονότα όπως συγκρούσεις γιγάντων πλανητών”, δήλωσε ο Gandolfi σε ένα δελτίο τύπου.

Το σύστημα είναι σαν ένα παζλ και εναπόκειται στους αστρονόμους να το λύσουν. Οι ασυνήθιστες ιδιότητές του το καθιστούν ακραίο και στους επιστήμονες αρέσουν τα ακραία σημεία επειδή τους παρακινεί να σκάψουν βαθύτερα.

«Αυτό το μοναδικό πολυπλανητικό σύστημα που φιλοξενεί αυτήν την εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας USP υπο-Γη είναι ένας εξαιρετικός στόχος για περαιτέρω διερεύνηση των σεναρίων σχηματισμού και μετανάστευσης συστημάτων USP», καταλήγουν οι ερευνητές.

(photo: pixabay)