torsdag 19 juni 2025

En exoplanets märkliga omloppsbana

 


Bilden https://webbtelescope.org  visar 14 Herculis c, en planet som kretsar kring en stjärna 60 ljusår från jorden. Bilden togs med koronagrafen på NASA:s James Webb Space Telescopes NIRCam (Near-Infrared Camera). En stjärnsymbol på bilden markerar platsen för stjärnan 14 Herculis, vars ljus har blockerats av koronagrafen och visas här som en mörk cirkel i vitt.

Exoplaneten, 14 Herculis c, som finns 60 ljusår bort från oss är en av de kallaste planeter som hittats. Det har hittats nästan 6 000 exoplaneter men endast ett litet antal av dem har avbildats direkt, De flesta av dem är mycket heta (hundratals grader celcius). 14 Herculis c, har en massa av cirka 7 gånger mer änvad  planeten Jupiter har och en temperatur av minus 3 grader Celsius. Dess sol stjärnan 14 Herculis, kan jämföras med vår sol i ålder och temperatur men den är lite mindre massiv och är svalare.

Det finns två planeter i detta system. 14 Herculis b finns närmast stjärnan och täcks av den koronagrafiska masken i Webb-bilden ovan. Planeterna kretsar inte runt sin sol på samma plan som planeter i vårt solsystem. Istället korsar de varandra som ett "X", med stjärnan (solen) i mitten. Det vill säga omloppsplanen för de två planeterna lutar i förhållande till varandra i en vinkel på cirka 40 grader. Planeterna drar i varandra genom gravitation när de kretsar runt stjärnan.

Det här är första gången som en bild har tagits av en exoplanet i ett så som vi ser det felriktat system.

Forskare arbetar utefter flera teorier om hur planeterna i detta system kom så "ur spår". Ett av de ledande koncepten är att dessa planeter spreds ut efter att en tredje planet våldsamt kastades ut ur systemet tidigt i planetsystemets bildande.

"Om en planet med en viss massa bildades för 4 miljarder år sedan och sedan svalnade över tiden eftersom den inte har någon energikälla som håller den varm kan vi förutsäga hur varm den borde vara idag", beskriver Daniella C. Bardalez Gagliuffi vid Amherst College, medförfattare till en artikel om studien tillsammans med William Balmer, co-first author of the new paper and graduate student at Johns Hopkins University. "Tillagd information, som den upplevda ljusstyrkan vid direkt avbildning, skulle i teorin stödja denna uppskattning av planetens temperatur."

– Den här exoplaneten är så kall att de bästa jämförelserna vi har som är välstuderade är de kallaste bruna dvärgstjärnorna, beskriver Bardalez Gagliuffi. – I dessa objekt som är liknande som 14 Herculis c, ser vi att koldioxid och kolmonoxid existerar vid temperaturer där vi borde se metan. Detta förklaras med att atmosfären snurrar. Molekyler som bildas vid varmare temperaturer i den lägre atmosfären förs till den kalla övre atmosfären mycket snabbt.

Forskare hoppas att Webbs bild av 14 Herculis c bara är början av en ny fas i undersökningen av detta märkliga system.

Även om den lilla ljuspricken som Webb fick fram innehåller en uppsjö av information, kan framtida spektroskopiska studier av 14 Herculis bättre begränsa de atmosfäriska egenskaperna hos denna intressanta planet och hjälpa forskare att förstå dynamiken och bildningsvägarna i systemet.

Forskarlagets resultat omfattar 14 Herculis c och har accepterats för publicering i The Astrophysical Journal Letters och presenterades vid en presskonferens på tisdagen vid det 246:e mötet för American Astronomical Society i Anchorage, Alaska. För kontakt om detta arbete ses sidan här där kontaktuppgifter till Hannah Braun Space Telescope Science Institute, Baltimore och  Christine Pulliam Space Telescope Science Institute, Baltimore.