Para astronom di UCL dan University of Warwick, sebagai bagian dari kolaborasi global termasuk mitra di Chili, AS dan Eropa, telah menemukan bintang terkecil yang diketahui menjadi tuan rumah planet raksasa transit, yang seharusnya tidak ada di bawah teori pembentukan planet terkemuka.
Bintang TOI-6894 sama seperti banyak orang di galaksi kita, kurcaci merah kecil, dan hanya ~ 20% dari massa Matahari kita. Seperti banyak bintang kecil, tidak diharapkan memberikan kondisi yang cocok untuk pembentukan dan hosting planet besar.
Namun, seperti yang diterbitkan hari ini Astronomi Alamtim astronom internasional telah menemukan tanda tangan yang tidak salah dari sebuah planet raksasa, yang disebut TOI-6894B, mengorbit bintang kecil ini.
Sistem ini telah ditemukan sebagai bagian dari investigasi skala besar dari data Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite), mencari planet raksasa di sekitar bintang bermassa rendah, yang dipimpin oleh Dr Edward Bryant, yang menyelesaikan pekerjaan ini di UCL's Mullard Space Science Laboratory UCL dan University of Warwick.
Dr Bryant berkata: “Saya sangat senang dengan penemuan ini. Saya awalnya mencari melalui pengamatan tess lebih dari 91.000 bintang dwarf merah bermassa rendah mencari planet raksasa.
“Then, using observations taken with one of the world's largest telescopes, ESO's VLT, I discovered TOI-6894b, a giant planet transiting the lowest mass star known to date to host such a planet. We did not expect planets like TOI-6894b to be able to form around stars this low-mass. This discovery will be a cornerstone for understanding the extremes of giant planet formation.”
Planet (TOI-6894B) adalah raksasa gas dengan kepadatan rendah dengan jari-jari sedikit lebih besar dari Saturnus tetapi dengan hanya ~ 50% dari massa Saturnus. Bintang (TOI-6894) adalah bintang massa terendah yang memiliki planet raksasa transit yang ditemukan hingga saat ini dan hanya 60% ukuran bintang terkecil berikutnya yang menjadi tuan rumah planet semacam itu.
Dr Vincent Van Eylen, dari UCL's Mullard Space Science Laboratory UCL, mengatakan: “Ini adalah penemuan yang menarik. Kami tidak benar -benar mengerti bagaimana bintang dengan massa yang begitu sedikit dapat membentuk planet besar! Ini adalah salah satu tujuan pencarian model kami sendiri. Dengan menemukan Solar Bentuk.”
Dr Daniel Bayliss, yang berbasis di University of Warwick mengatakan: “Sebagian besar bintang di galaksi kita sebenarnya adalah bintang -bintang kecil persis seperti ini, dengan massa rendah dan sebelumnya dianggap tidak dapat menjadi tuan rumah planet raksasa gas. Jadi, fakta bahwa bintang ini menjadi tuan rumah planet raksasa memiliki implikasi besar untuk jumlah total planet raksasa yang kita perkirakan ada di galaksi kita.”
Teori pembentukan planet yang paling luas disebut teori akresi inti. Inti planet pertama kali terbentuk melalui pertambahan (akumulasi material bertahap) dan sebagai inti menjadi lebih masif, akhirnya menarik gas yang membentuk atmosfer. Kemudian menjadi cukup besar untuk memasuki proses akresi gas yang melarikan diri untuk menjadi raksasa gas.
Dalam teori ini, pembentukan raksasa gas lebih keras di sekitar bintang bermassa rendah karena jumlah gas dan debu dalam cakram protoplanet di sekitar bintang (bahan baku pembentukan planet) terlalu terbatas untuk memungkinkan inti yang cukup besar untuk terbentuk, dan proses pelarian terjadi.
Namun keberadaan TOI-6894B (planet raksasa yang mengorbit bintang bermassa yang sangat rendah) menunjukkan bahwa model ini tidak dapat sepenuhnya akurat dan diperlukan teori alternatif.
Dr Bryant menambahkan: “Mengingat massa planet ini, TOI-6894B bisa terbentuk melalui proses akresi inti menengah, di mana protoplanet terbentuk dan terus-menerus menumpuk gas tanpa inti menjadi cukup besar untuk pertambahan gas yang melarikan diri.
“Atau, itu bisa terbentuk karena cakram yang tidak stabil secara gravitasi. Dalam beberapa kasus, cakram yang mengelilingi bintang akan menjadi tidak stabil karena gaya gravitasi yang diberikannya pada dirinya sendiri. Disk ini kemudian dapat fragmen, dengan gas dan debu runtuh untuk membentuk sebuah planet.”
Tetapi tim menemukan bahwa tidak ada teori yang dapat sepenuhnya menjelaskan pembentukan TOI-6894B dari data yang tersedia, yang membuat asal usul planet raksasa ini sebagai pertanyaan terbuka untuk saat ini.
Satu jalan untuk menjelaskan misteri formasi TOI-6894B adalah analisis atmosfer yang terperinci. Dengan mengukur distribusi material di dalam planet ini, para astronom dapat menentukan ukuran dan struktur inti planet ini, yang dapat memberi tahu kami apakah TOI-6894B dibentuk melalui akresi atau melalui cakram yang tidak stabil.
Ini bukan satu-satunya fitur menarik dari atmosfer TOI-6894B; Ini sangat dingin untuk raksasa gas. Sebagian besar raksasa gas yang ditemukan oleh pemburu exoplanet adalah Jupiters panas, raksasa gas besar dengan suhu ~ 1000-2000 Kelvin. TOI-6894B, sebagai perbandingan, hanya 420 Kelvin. Suhu dingin di samping fitur lain dari planet ini, seperti transit yang sangat dalam, menjadikannya salah satu planet raksasa yang paling menjanjikan bagi para astronom untuk mengkarakterisasi dengan atmosfer yang dingin.
Profesor Amaury Triaud, Universitas Birmingham, rekan penulis dan anggota kolaborasi Speculoos, mengatakan: “Berdasarkan iradiasi bintang TOI-6894B, kami berharap atmosfernya didominasi oleh pengamatan metana, yang sangat jarang untuk mengidentifikasi.
“TOI-6894B kemungkinan menyajikan exoplanet patokan untuk studi atmosfer yang didominasi metana dan 'laboratorium' terbaik untuk mempelajari atmosfer planet yang mengandung karbon, nitrogen, dan oksigen di luar tata surya.”
Suasana TOI-6894B sudah dijadwalkan akan diamati oleh James Webb Space Telescope (JWST) dalam 12 bulan ke depan. Ini harus memungkinkan para astronom untuk menentukan, jika salah satu dari teori yang mungkin dapat menjelaskan pembentukan planet yang tidak terduga ini.
Rekan penulis Dr. Andrés Jordán, peneliti di Institut Milenium Astrofisika dan Profesor di Universitas Adolfo Ibáñez, mengatakan: “Sistem ini memberikan tantangan baru untuk model pembentukan planet, dan menawarkan target yang sangat menarik untuk pengamatan tindak lanjut untuk mengkarakterisasi atmosfernya.
“Penemuan ini adalah hasil dari program sistematis yang telah kami lakukan selama beberapa tahun dari Chili dan Inggris. Upaya kami telah memungkinkan kami untuk berkontribusi secara signifikan terhadap pemahaman yang lebih baik tentang seberapa sering bintang kecil dapat membentuk planet raksasa, dan kami memberikan target utama untuk tindak lanjut dengan platform berbasis ruang.”
- University College London, Gower Street, London, WC1E 6BT (0) 20 7679 2000
