Една близка звезда има нов гигантски спътник, който се движи по траектория, която е всичко друго, но не и правилна. Планетата, наречена GJ 2126 b, описва удължена орбита, която се доближава до звездата, а след това отново се отдалечава.

В нови наблюдения изследователите идентифицираха гигантски свят на 124 светлинни години разстояние, който обикаля звездата си на всеки 272.7 дни по силно удължена траектория с ексцентричност 0.85. Освен това той има минимална маса от около 1.3 маси на Юпитер на разстояние от около 0.71 астрономически единици от звездата си. Тези стойности са получени от 112 измервания на радиалната скорост със спектрографа HARPS.

„Тази планета е в орбита около звезда с ниска маса и се нарежда сред най-ексцентричните екзопланети, открити досега“, пише Арбел Шор от Факултета по физика и астрономия на Телавивския университет, който ръководи проучването.

Повечето планети в нашето съседство се движат по почти кръгови траектории, така че такава издължена орбита се откроява. Високата ексцентричност често сочи към хаотично минало, оформено от силни гравитационни сблъсъци.

Подобна траектория може да промени температурата и атмосферното поведение на планетата в рамките на една година. Екстремните условия карат моделистите да преразгледат как се образуват гигантските планети и как по-късно биват разтърсвани.

Екипът използва HARPS: прецизен инструмент на 3.6-метровия телескоп на ESO, който поддържа стабилност на скоростта от около 1 метър в секунда. Това ниво на стабилност позволява на астрономите да наблюдават малките колебания на звездите в продължение на много години. Те извличат данни от публично достъпната база HARPS-RVBank, която събира 252 615 скорости за 5239 звезди, наблюдавани преди януари 2022 г. Публични бази данни като тази позволяват на независими екипи да тестват идеи и да откриват сигнали, които по-ранни търсения може да са пропуснали.

Цифрите помагат. С полуголяма ос от 0.71 AU и ексцентричност от 0.85, периастронът, най-близкото приближаване, се намира на около 0.11 AU, около 9.9 милиона мили. Най-далечната точка се простира до около 1.31 AU, около 122 милиона мили.

Тези колебания означават големи промени в звездното затопляне през една година от 272.7 дни. Времето, химията и образуването на облаци вероятно се променят драстично между близкото преминаване и далечното отклонение.

Звездата на планетата, често посочвана като М-джудже от тип M0V, е хладен обект с ниска маса, около 0.65 пъти масата на Слънцето и 0.73 пъти радиуса му. Температурата ѝ е около 4159 келвина, а съдържанието на метали е високо за джуджева звезда. GJ 2126 е звезда с високо собствено движение, намираща се на около 124 светлинни години от Земята. Нейната яркост и близост правят последващата работа с нея практична с наличните инструменти.

Тъй като наклонът на орбитата е неизвестен, оценката на масата е долна граница. Екипът обмисли дали спътникът може да премине в територията на кафявите джуджета, ако орбитата е почти фронтална. Те твърдят, че липсата на дългосрочни тенденции не благоприятства наличието на много масивен спътник около тази звезда. Статията съобщава за ренормализирана астрометрична грешка близка до единица: стойност, която не се очаква за тежък скрит обект.

Изследователите сравниха различни начини за търсене на периодичност в неравномерни времеви редове. Те се опираха на периодограмата за корелация на фазовото разстояние, предназначена за обработка на несинусоидални сигнали, като тези от ексцентрични орбити. Те също така обмислиха известна уловка в работата с скоростта, при която две планети в резонанс 2:1 могат да се маскират като една ексцентрична планета. Моделирането им отхвърли такива алтернативи за този набор от данни.

Хладните звезди често проявяват магнитна активност, която добавя шум към данните за скоростта. Екипите наблюдават индикаторите за спектрална активност, за да избегнат объркване на звездите с планети и да потвърдят истинските орбити. В този случай спомагателните индикатори не съвпадат с 272.7-дневния сигнал. Това несъответствие подкрепя планетарната причина, а не въртящите се повърхностни характеристики.

„Съобщаваме за откритието на GJ 2126 b, една силно ексцентрична (e = 0.85) планета, подобна на Юпитер, която обикаля около своята звезда на всеки 272.7 дни“, пише Шор.

Базата данни на екипа обхваща около петнадесет години около критичните фази на орбитата. Това покритие затвърди пригодността и подкрепи тезата за един-единствен обект на екстремна траектория. Огромните планети могат да придобият екстремна ексцентричност чрез разпръскване на планети след раждането си в газовия диск. Числени експерименти показват, че този процес може да доведе до е над 0.9, без да се налага да се прибягва до далечен звезден спътник.

Ако тази картина се потвърди, системата някога е приютявала допълнителни масивни тела, които са се блъскали едно в друго, докато само едно е останало на орбита. Това би съответствало на липсата на дългосрочно отклонение в настоящите данни.

Радиусът на планетата е неизвестен, тъй като в наличната фотометрия не е наблюдаван транзит. Без наклона истинската маса остава неясна, така че по-нататъшната работа има за цел да прецизира тези стойности.

Бъдещи кампании за измерване на скоростта биха могли да открият фини вариации, свързани с взаимни взаимодействия, ако съществуват неизвестни спътници. Продължителното астрометрично наблюдение също може да прецизира ограниченията за масата. Термичните измервания и изследванията на отразената светлина биха били предизвикателни, но не и невъзможни за бъдещи съоръжения. Близкото приближаване до периастрона може да предложи най-добрата възможност за характеризиране. Скоростите с дълга базова линия също ще тестват за дългосрочни промени, които подсказват за допълнителни тела или приливни ефекти. Уточненият наклон би разрешил въпроса за масата и най-накрая би затворил вратата за сценария с кафявото джудже.

Снимка: Unsplash

Виж още: Дългоочакваната конзола на Valve се появи в тест с по-скромна от очакваното конфигурация