Όσον αφορά το πώς και πού σχηματίζονται τα πλανητικά συστήματα, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι είχαν μια πολύ καλή συμπεριφορά στα πράγματα. Η κυρίαρχη θεωρία, γνωστή ως Nebular Hypothesis, δηλώνει ότι τα αστέρια και οι πλανήτες σχηματίζονται από τεράστια σύννεφα σκόνης και αερίου (δηλαδή νεφελώματα). Μόλις αυτό το σύννεφο βιώσει βαρυτική κατάρρευση στο κέντρο, η εναπομένουσα σκόνη και αέριο του σχηματίζει έναν πρωτοπλανητικό δίσκο που τελικά συσσωρεύεται για να σχηματίσει πλανήτες.
Ωστόσο, όταν μελετήθηκε το μακρινό αστέρι NGTS-1 - ένας τύπος Μ (κόκκινος νάνος) που βρίσκεται περίπου 600 έτη φωτός μακριά - μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής αστρονόμους από το Πανεπιστήμιο του Warwick ανακάλυψε έναν τεράστιο «καυτό Δία» που εμφανίστηκε πάρα πολύ μεγάλος να είναι σε τροχιά σε ένα τόσο μικρό αστέρι. Η ανακάλυψη αυτού του «πλανήτη τεράτων» φυσικά αμφισβήτησε κάποιες προηγούμενες αντιλήψεις για τον πλανητικό σχηματισμό.
Η μελέτη, με τίτλο "NGTS-1b: A hot Jupiter transiting a M-dwarf", εμφανίστηκε πρόσφατα στο Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας. Η ομάδα διευθύνεται από τον Δρ Daniel Bayliss και τον καθηγητή Peter Wheatley από το Πανεπιστήμιο του Warwick και περιελάμβαναν μέλη από το Παρατηρητήριο της Γενεύης, το Εργαστήριο Cavendish, το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο, το Ινστιτούτο Διαστημικής και Παρατήρησης της Γης του Leicester, το TU Berlin Center for Αστρονομία και Αστροφυσική, καθώς και πολλά πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα.
Η ανακάλυψη πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα που ελήφθησαν από τη μονάδα Next-Generation Transit Survey (NGTS) του ESO, η οποία βρίσκεται στο Παρατηρητήριο Paranal της Χιλής. Αυτή η εγκατάσταση διευθύνεται από μια διεθνή κοινοπραξία αστρονόμων που προέρχονται από τα Πανεπιστήμια του Warwick, το Leicester, το Cambridge, το Queen's University Belfast, το Παρατηρητήριο της Γενεύης, το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο και το Πανεπιστήμιο της Χιλής.
Χρησιμοποιώντας μια πλήρη σειρά από πλήρως ρομποτικά συμπαγή τηλεσκόπια, αυτή η φωτομετρική έρευνα είναι ένα από τα πολλά έργα που προορίζονται να συμπληρώσουν το Διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler. Σαν Κέπλερ, παρακολουθεί τα μακρινά αστέρια για σημάδια ξαφνικών μειώσεων στη φωτεινότητα, που αποτελούν ένδειξη ενός πλανήτη που περνά μπροστά από (γνωστός και ως «διέλευση») του αστεριού, σε σχέση με τον παρατηρητή. Κατά την εξέταση δεδομένων που ελήφθησαν από το NGTS-1, το πρώτο αστέρι που βρέθηκε από την έρευνα, έκαναν μια εκπληκτική ανακάλυψη.
Με βάση το σήμα που παράγεται από τον εξωπλανήτη του (NGTS-1b), διαπίστωσαν ότι ήταν ένας γίγαντας αερίου περίπου το ίδιο μέγεθος με τον Δία και σχεδόν εξίσου τεράστιος (0,812 μάζες Δία). Η τροχιακή περίοδος των 2,6 ημερών έδειξε επίσης ότι βρίσκεται σε τροχιά πολύ κοντά στο αστέρι της - περίπου 0,0326 AU - που το καθιστά «ζεστό Δία». Με βάση αυτές τις παραμέτρους, η ομάδα υπολόγισε επίσης ότι το NGTS-1b βιώνει θερμοκρασίες περίπου 800 Κ (530 ° C, 986 ° F).
Η ανακάλυψη έριξε την ομάδα σε έναν βρόχο, καθώς πιστεύεται ότι είναι αδύνατο να σχηματιστούν πλανήτες αυτού του μεγέθους γύρω από μικρά αστέρια τύπου Μ. Σύμφωνα με τις τρέχουσες θεωρίες για το σχηματισμό πλανητών, τα κόκκινα αστέρια νάνων πιστεύεται ότι μπορούν να σχηματίσουν βραχώδεις πλανήτες - όπως αποδεικνύεται από τους πολλούς που έχουν ανακαλυφθεί γύρω από τους κόκκινους νάνους των τελευταίων - αλλά δεν είναι σε θέση να συλλέξουν αρκετό υλικό για να δημιουργήσουν πλανήτες μεγέθους Δία. .
Όπως σχολίασε ο Δρ Daniel Bayliss, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης και επικεφαλής συγγραφέας στο έγγραφο, στο δελτίο τύπου του Πανεπιστημίου του Warwick:
«Η ανακάλυψη του NGTS-1b ήταν μια απόλυτη έκπληξη για εμάς - τόσο μεγάλοι πλανήτες δεν πιστεύεται ότι υπάρχουν γύρω από τόσο μικρά αστέρια. Αυτός είναι ο πρώτος εξωπλανήτης που βρήκαμε με τη νέα μας εγκατάσταση NGTS και προκαλούμε ήδη την απαιτούμενη σοφία για το πώς σχηματίζονται οι πλανήτες. Η πρόκλησή μας είναι να μάθουμε τώρα πόσο κοινά είναι αυτά τα είδη πλανητών στο Γαλαξία και με τη νέα εγκατάσταση NGTS είμαστε σε θέση να κάνουμε ακριβώς αυτό. "
Αυτό που είναι επίσης εντυπωσιακό είναι το γεγονός ότι οι αστρονόμοι παρατήρησαν τη διέλευση καθόλου. Σε σύγκριση με άλλες κατηγορίες αστεριών, τα αστέρια τύπου Μ είναι τα μικρότερα, πιο δροσερά και πιο αμυδρό. Στο παρελθόν, βραχώδη σώματα είχαν εντοπιστεί γύρω τους μετρώντας μετατοπίσεις στη θέση τους σε σχέση με τη Γη (γνωστή και ως μέθοδος Radial Velocity). Αυτές οι μετατοπίσεις προκαλούνται από τη βαρυτική έλξη ενός ή περισσοτέρων πλανητών που κάνουν τον πλανήτη να «ταλαντεύεται» μπρος-πίσω.
Εν ολίγοις, το χαμηλό φως ενός αστέρα τύπου Μ έχει κάνει την παρακολούθηση τους για πτώσεις στη φωτεινότητα (γνωστή και ως μέθοδος διέλευσης) εξαιρετικά μη πρακτική. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας τις ευαίσθητες στις κόκκινες κάμερες NGTS ομάδες, η ομάδα μπόρεσε να παρακολουθεί πολλούς μήνες του νυχτερινού ουρανού. Με την πάροδο του χρόνου, παρατήρησαν πτώσεις που προέρχονταν από το NGTS-1 κάθε 2,6 ημέρες, κάτι που έδειχνε ότι ένας πλανήτης με μικρή τροχιακή περίοδο περνούσε περιοδικά μπροστά του.
Στη συνέχεια, παρακολούθησαν την τροχιά του πλανήτη γύρω από το άστρο και συνδύασαν τα δεδομένα διέλευσης με μετρήσεις Radial Velocity για να προσδιορίσουν το μέγεθος, τη θέση και τη μάζα του. Όπως ανέφερε ο καθηγητής Peter Wheatley (ο οποίος ηγείται του NGTS), η εύρεση του πλανήτη ήταν επίπονη δουλειά. Αλλά στο τέλος, η ανακάλυψή του θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανίχνευση πολλών ακόμη γιγάντων αερίου γύρω από αστέρια χαμηλής μάζας:
«Το NGTS-1b ήταν δύσκολο να βρεθεί, παρά το γεγονός ότι ήταν τέρας ενός πλανήτη, επειδή το γονικό του αστέρι είναι μικρό και λιποθυμικό. Τα μικρά αστέρια είναι στην πραγματικότητα τα πιο συνηθισμένα στο σύμπαν, οπότε είναι πιθανό να περιμένουν πολλοί από αυτούς τους γιγαντιαίους πλανήτες. Έχοντας εργαστεί για σχεδόν μια δεκαετία για να αναπτύξει τη σειρά τηλεσκοπίων NGTS, είναι συναρπαστικό να βλέπεις να επιλέγει νέους και απροσδόκητους τύπους πλανητών. Ανυπομονώ να δω τι άλλα είδη συναρπαστικών νέων πλανητών μπορούμε να εμφανίσουμε. "
Μέσα στο γνωστό Σύμπαν, τα αστέρια τύπου Μ είναι μακράν τα πιο συνηθισμένα, αντιπροσωπεύοντας το 75% όλων των αστεριών στον Γαλαξία μας. Στο παρελθόν, η ανακάλυψη βραχώδεις σωμάτων γύρω από αστέρια όπως το Proxima Centauri, το LHS 1140, το GJ 625 και οι επτά βραχώδεις πλανήτες γύρω από το TRAPPIST-1, οδήγησαν πολλούς στην αστρονομική κοινότητα να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι τα κόκκινα αστέρια νάνων ήταν το καλύτερο μέρος για αναζήτηση Πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη.
Η ανακάλυψη ενός Hot Jupiter που περιστρέφεται σε τροχιά NGTS-1 θεωρείται ως ένδειξη ότι άλλα κόκκινα αστέρια νάνων θα μπορούσαν επίσης να έχουν τροχούς γίγαντες αερίου. Πάνω απ 'όλα, αυτό το τελευταίο εύρημα καταδεικνύει και πάλι τη σημασία της έρευνας εξωπλανήτη. Με κάθε εύρημα που κάνουμε πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα, τόσο περισσότερο μαθαίνουμε για τους τρόπους με τους οποίους σχηματίζονται και εξελίσσονται οι πλανήτες.
Κάθε ανακάλυψη που κάνουμε προάγει επίσης την κατανόησή μας για το πόσο πιθανό είναι να ανακαλύψουμε τη ζωή εκεί έξω κάπου. Γιατί, τελικά, ποιος είναι ο μεγαλύτερος επιστημονικός στόχος από το να αποφασίσουμε εάν είμαστε μόνοι στο Σύμπαν ή όχι;
