Mega-Pământurile, puse sub semnul întrebării
Unele dintre cele mai masive planete stâncoase raportate până acum s-ar putea să nu fie atât de masive pe cât par. Așa-numitele „mega-Pământuri”, lumi stâncoase cu mase de peste aproximativ zece mase terestre, ar putea fi o iluzie creată de activitatea stelelor lor gazdă, sugerează un studiu publicat pe serverul de preprinturi arXiv.
Teoria formării planetare indică faptul că o planetă pur stâncoasă nu ar trebui să depășească pragul de circa zece mase terestre. Un nucleu atât de masiv ar fi trebuit să atragă un înveliș gros de gaz din discul în care s-a format. Cu toate acestea, astronomii au identificat câteva planete peste acest prag care apar dense și lipsite de gaz. Dacă ar fi reale, ele ar avea nevoie de căi de formare excepționale, precum ciocniri petrecute după dispersarea discului de gaz, sau ar trebui să fie nucleele lipsite de înveliș ale unor foste giganți gazoși.
O metodă sensibilă la „zgomotul” stelar
Masele planetelor sunt determinate prin metoda vitezei radiale, care măsoară cât de mult o planetă trage steaua înainte și înapoi. Stelele cu activitate magnetică puternică îngreunează aceste măsurători: petele și regiunile luminoase de pe suprafața lor, care intră și ies din câmpul vizual prin rotație, produc oscilații ce pot imita atracția gravitațională a unei planete. Acest „zgomot” stelar poate estompa semnalul slab al unei planete mici sau, uneori, îl poate exagera, astfel încât masele estimate să iasă prea mari.
Astronomii Casey Brinkman și Nicolas Cowan au testat dacă mega-Pământurile sunt reale. Au pornit de la planete mici, sub patru raze terestre, din Arhiva de Exoplanete a NASA, și le-au păstrat doar pe cele cu mase măsurate prin metoda vitezei radiale. După eliminarea celor cu estimări slabe sau indirecte, au rămas 333 de planete.
Opt planete neobișnuite
Reprezentând grafic masa în funcție de dimensiune, cercetătorii au găsit opt planete cu combinații rare. Toate cântăreau peste aproximativ zece mase terestre. Patru aveau densități stâncoase: WASP-84 c, TOI-1347 b, TOI-2322 c și HD 63433 b. Celelalte patru erau planete dense care ar putea conține apă sau alte volatile grele, dar puțin hidrogen și heliu: GJ 523 b, TOI-815 c, HD 18599 b și GJ 143 b.
Echipa a verificat apoi cât de active magnetic sunt stelele gazdă, folosind strălucirea calciului din atmosferele acestora, deoarece liniile Ca II H & K sunt deosebit de sensibile la încălzirea magnetică din cromosferă. Au analizat și curbele de lumină TESS pentru a detecta pâlpâirea petelor în rotație. Toate cele opt stele gazdă s-au dovedit active. Probabilitatea de a găsi cele patru mega-Pământuri stâncoase în jurul unor stele active a fost de circa 1%, iar pentru toate opt, de doar o fracțiune de procent.
Cercetătorii nu au găsit niciun motiv fizic pentru care stelele tinere și active ar favoriza astfel de planete. Dimpotrivă, formarea unei planete atât de masive ar trebui să dureze mai mult, ceea ce ar indica mai degrabă stele bătrâne. „Prin urmare, nu ne-am aștepta ca stelele tinere să găzduiască preferențial aceste lumi și preconizăm cel puțin o distribuție uniformă a mega-Pământurilor în funcție de vârsta și nivelul de activitate al stelei gazdă, dacă nu chiar o preferință pentru sistemele mai bătrâne”, notează autorii.
Semne care nu inspiră încredere
Unele semnale păreau nesigure. Pentru trei planete, semnalul a fost prea slab față de zgomot pentru ca tehnica standard de modelare cu procese gaussiene să îl recupereze în mod fiabil. Alte planete aveau perioade orbitale apropiate de perioada de rotație a stelei, ceea ce îngreuna separarea semnalului planetei de cel al stelei. În plus, o echipă a măsurat masa lui HD 63433 b la 37 de mase terestre, în timp ce datele altei echipe indicau circa 21.
Cercetătorii au concluzionat astfel că planetele ar putea părea masive din cauza activității stelelor gazdă. „Cel mai probabil vinovat pentru aceste mase mai mari decât se aștepta este umflarea artificială din activitatea stelară”, scriu ei, „în special pentru sistemele cu perioade de rotație stelară și orbitale planetare similare”. De asemenea, nu au găsit dovezi convingătoare că planetele stâncoase s-ar forma peste zece mase terestre.
Autorii rămân sceptici cu privire la fiabilitatea tehnicii standard pentru planetele din jurul stelelor active și cer măsurători repetate ale vitezei radiale, cu intervale mai scurte între observații, pentru a urmări variațiile și a include cu precizie efectele activității stelare. Ei subliniază importanța măsurării corecte a maselor planetare, deoarece o clasificare greșită ar putea contrazice teoriile formării planetelor.
