Coś szarpie orbitą planety. Księżyc może być kosmicznym potworem
Astronomowie zauważyli, że egzoplaneta dziwnie się chwieje na orbicie. Winny może być tak masywny księżyc, że zmienia definicję tego słowa.
Nauka od lat poluje na pierwszego naprawdę pewnego księżyca spoza Układu Słonecznego. Teraz trafili na obiekt, który od razu wywraca do góry nogami podręcznikowe definicje tego rodzaju obiektów. Gazowy olbrzym HD 206893 b zachowuje się, jakby ktoś niewidzialny szarpał go za orbitę. Z obliczeń wynika, że tym kimś może być księżyc o masie porównywalnej z połową Jowisza.
Planeta, która zamiast grzecznie krążyć się kołysze
HD 206893 b to egzoplaneta, czyli planeta krążąca wokół innej gwiazdy niż Słońce. W dodatku nie byle jaka, bo jest to gazowy olbrzym około 28 razy masywniejszy od Jowisza, orbitujący młodą gwiazdę oddaloną od nas o mniej więcej 133 lata świetlne.
Jak czytamy na łamach Space.com, zespół kierowany przez Quentina Krala z Uniwersytetu w Cambridge przyjrzał się ruchowi HD 206893 b za pomocą instrumentu GRAVITY, pracującego na Bardzo Dużym Teleskopie (Very Large Telescope) w chilijskiej Atakamie. To zestaw teleskopów połączonych w interferometr – w uproszczeniu, jedno superoko, które widzi znacznie więcej niż pojedynczy instrument.
Zamiast gładkiego, eliptycznego toru wokół gwiazdy badacze zobaczyli coś znacznie więcej. Ich oczom ukazało się delikatne, ale regularne kiwanie się planety. To kołysanie ma okres około 9 mies., a jego skala jest porównywalna z odległością między Ziemią a Księżycem. W skali kosmosu to ledwie drgnięcie, ale dla precyzyjnych pomiarów – bardzo wyraźny sygnał.
Jak z mikroruchów wyczytać ukrytego towarzysza?
Istotną rolę w tej historii gra astrometria. To metoda, w której astronomowie bardzo dokładnie mierzą położenie obiektów na niebie w kolejnych momentach – jakby rysowali im ścieżkę klatka po klatce.
Jeśli gwiazda albo planeta nieco zbacza z oczekiwanej trajektorii, można podejrzewać grawitacyjne towarzystwo czegoś niewidocznego. Grawitacja, czyli przyciąganie masy do masy, działa tu jak niewidzialna linka: dwa ciała krążą wspólnie wokół wspólnego środka ciężkości, a ich pozycje lekko się wahają.
Do tej pory astrometrię wykorzystywano głównie do śledzenia powolnych, wieloletnich orbit masywnych obiektów – ciężkich planet czy tzw. brązowych karłów. Zespół Krala poszedł krok dalej i zaczął analizować ruch HD 206893 b w znacznie krótszych odstępach czasu: od kilku dni do kilku miesięcy. Dzięki temu udało się wychwycić drobne, ale powtarzalne odchylenia ruchu, które trudno wytłumaczyć inaczej niż obecnością dodatkowego ciała krążącego wokół samej planety. To właśnie z tych mikroruchów policzono parametry potencjalnego księżyca, a konkretnie jego orbitę, nachylenie i masę.
Księżyc większy niż Neptun? Może być problem z definicją
Z obliczeń wynika, że domniemany księżyc okrąża HD 206893 b mniej więcej co 9 mies., w odległości około 1/5 dystansu Ziemia-Słońce. To już skala typowa dla orbity planety, a nie małego naturalnego satelity.
Na tym jednak nie koniec. Masa tego obiektu miałaby wynosić około 40 proc. masy Jowisza. Nic więc dziwnego, że badacze zastanawiają się, czy taki obiekt nadal można nazywać księżycem. Klasyczna definicja mówi, że księżyc to ciało, które krąży wokół planety. Nigdzie jednak nie jest zapisane, jak duży albo jak masywny może być satelita.
Przy takich proporcjach granica między gigantycznym księżycem a drugim, bardzo lekkim towarzyszem układu zaczyna się rozmywać. Na razie astronomowie trzymają się praktycznej zasady, że jeśli coś orbituje planetę, to roboczo nazywamy to księżycem. HD 206893 b i jej kandydat na egzoksiężyc pokazują jednak, że tę definicję być może trzeba będzie w przyszłości doprecyzować.
Dlaczego ten układ zachowuje się tak dziwnie?
Orbita domniemanego księżyca jest nachylona pod kątem około 60 stopni względem płaszczyzny, po której sama planeta obiega gwiazdę. Płaszczyzna orbity to tarcza, po której porusza się ciało niebieskie. W Układzie Słonecznym większość planet krąży mniej więcej w jednej płaszczyźnie, dlatego mówimy, że ich orbity są do siebie zbliżone.
Tak duże nachylenie sugeruje, że w przeszłości w tym systemie wydarzyło się coś burzliwego i niepokojącego. Być może doszło do bliskiego spotkania z inną planetą, a może układ przeszedł fazę dynamicznego przegrupowania, podczas której orbity się przekręciły i wydłużyły.
Przeczytaj także:
Na razie to tylko spekulacje, ale już teraz wiadomo, że HD 206893 b nie jest tylko zwykłym, nudnym gazowym olbrzymem krążącym posłusznie wokół swojej gwiazdy. W miarę jak techniki obserwacji będą się doskonalić, definicja księżyca może się zmieniać razem z naszymi wyobrażeniami i wiedzą.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
