Gigantyczne pierścienie wokół J1407b

3

Wokół egzoplanety J1407b krążą gigantyczne pierścienie, około 200 razy większe od tych wokół Saturna.

W 2012 roku wykryto egzoplanetę J1407b, której masę obecnie szacuje się na zakres pomiędzy 10 a 40 mas Jowisza*. Ta planeta pozasłoneczna krąży wokół młodej gwiazdy o masie około 90% masy naszego Słońca. Wiek tego układu planetarnego szacowany jest na zaledwie 16 milionów lat. Czas obiegu J1407b wokół swej gwiazdy wynosi około 10 lat – dla porównania Jowisz krąży wokół Słońca z czasem prawie 12 lat.

Egzoplanetę J1407b wykryto przy pomocy metody tranzytów, która polega na wykrywaniu drobnych spadków jasności gwiazdy, gdy planeta znajdzie się na linii obserwator – gwiazda. Zazwyczaj takie tranzyty trwają krótki czas, zaledwie kilkadziesiąt minut i spadek jasności gwiazdy jest niewielki, rzędu ułamka procenta całkowitej jasności gwiazdy. W przypadku J1407b zaobserwowano znacznie dłuższy tranzyt, trwający ponad miesiąc. W tym czasie jasność gwiazdy spadała w sposób dość nieregularny i z dużą zmiennością.

Wartość spadku jasności była także znacznie większa niż w przypadku typowych tranzytów. Sugeruje to obecność rozległego i skomplikowanego układu pierścieni wokół J1407b. Maksymalnie pierścienie przesłaniały 95% światła emitowanego przez gwiazdę tego układu. Średnicę pierścieni wyliczono na około 120 milionów kilometrów. Dla porównania – orbita Ziemi ma średnicę około 300 milionów kilometrów a średnica pierścieni Saturna to około 600 tysięcy kilometrów.

Astronomowie z holenderskiego obserwatorium w Leiden oraz z amerykańskiego uniwersytetu w Rochester postanowili dokładnie zbadać zmiany jasności podczas tranzytu J1407b. W wyniku ich prac, zakończonych publikacją, która niebawem się pojawi na łamach czasopisma naukowego Astrophysical Journal, powstał model pierścieni wokół J1407b. Model sugeruje, że istnieje kilka wyraźnych przerw w pierścieniach J1407b, być może stworzonych przez powstające duże egzoksiężyce. Autorzy publikacji sugerują, że te „proto-egzoksiężyce” mogą mieć rozmiary porównywalne z Marsem lub nawet Ziemią.

Poniższe nagranie prezentuje tranzyt egzoplanety J1407b i jej pierścieni na podstawie danych z 2007 roku**. Łącznie wykryto sygnatury ponad 30 pierścieni wokół J1407b.


Pierścienie wokół J1407b / Credits – MA Kenworthy and EE Mamajek

Całkowita masa pierścieni wokół J1407b jest porównywalna lub nawet większa od masy Ziemi. Dla porównania, masa pierścieni Saturna to mniej niż masa Mimasa – księżyca tej planety***. Masa pierścieni J1407b może być odnośnikiem co do teoretycznej masy pierścieni wokół innych egzoplanet.

Następny tranzyt pierścieni J1407b powinien nastąpić w 2017 roku. Możemy się wówczas spodziewać akcji kilku obserwatoriów astronomicznych na całym świecie, by łącznie zebrać pełną charakterystykę zmian jasności podczas tranzytu. Gwiazda J1407 ma jasność około +12,3 magnitudo, jest zatem w zasięgu większych amatorskich teleskopów. Jest zatem możliwe, że część danych o pierścieniach J1407b będzie pochodzić od amatorów.

Gdyby J1407b znajdowała się w Układzie Słonecznym tam, gdzie znajduje się Saturn, obserwatorzy z Ziemi widzieliby pierścienie znacznie większe kątowo od Księżyca.

J1407b na ziemskim niebie zamiast Saturna... / Credits - M. Kenworthy/Leiden

J1407b na ziemskim niebie zamiast Saturna… / Credits – M. Kenworthy/Leiden

Istnienie dużych pierścieni wokół J1407b sprowadza pytanie czy we wczesnym Układzie Słonecznym występowały podobne rozległe pierścienie wokół gazowych gigantów? Dziś wiadomo, że pierścienie Saturna mają ten sam wiek co Układ Słoneczny, zatem jest możliwe, że w przeszłości były one znacznie bardziej rozległe i masywniejsze.

(arXiv)

* Duża masa sugeruje, że J1407b może być brązowym karłem, nie gazowy gigantem.
** Wówczas nie znano jeszcze natury tych tranzytów, dopiero 5 lat później doszło do analizy wyników i identyfikacji układu. W 2015 roku doszło do publikacji kolejnej pracy naukowej, która skupiała się na naturze i wielkości pierścieni wokół J1407b.
*** Jest to około 0,0006 % masy Ziemi.

Przekaż dalej

3 komentarze

  1. “Istnienie dużych pierścieni wokół J1407b sprowadza pytanie czy we wczesnym Układzie Słonecznym występowały podobne rozległe pierścienie wokół gazowych gigantów? ”

    A może kiedyś były takie właśnie rozległe pierścienie, a z nich ukształtowały się te liczne księżyce Saturna?

  2. Skoro J1407b może być brązowym karłem, to te “pierścienie” mogłyby okazać się czymś w rodzaju pasów planetoid znanych z Układu Słonecznego (Pas Główny i Pas Kuipera). Jakże płynna bywa granica pomiędzy gwiazdą a planetą!

    Swoją drogą mnie osobiście uderza także płynność granicy pomiędzy planetami skalistymi a gazowymi olbrzymami – do tego stopnia, że zastawiam się, czy nie powinniśmy traktować planet gazowych (przynajmniej w naszym układzie) jako de facto planet skalistych (czy może metalicznych) z bardzo obfitą warstwą atmosfery? Np. wydaje mi się nie do końca uzasadnione założenie, że planety gazowe powstały przed planetami skalistymi. Bardziej przemawiałaby do mnie teoria mówiąca o jednoczesnym powstawaniu wszystkich planet. Także tych, z którymi przyszło nam się później pożegnać, a które zostały wyrzucone poza nasz system.