Sự tồn tại của các hành tinh lớn hơn ngôi sao chủ của chúng?

Vùng khối của các vật thể nằm trong khoảng ~ 0,5 khối Jupiter và 80 khối Jupiter (người khổng lồ khí xuyên qua sao lùn nâu và sao lùn đỏ) được đánh dấu bằng một mối quan hệ gần như phẳng với đường kính vật thể. Có những hành tinh ngoài kia lớn hơn một số ngôi sao nhỏ nhất.

Ngôi sao nhỏ nhất (hiện đang hợp nhất) được biết đến, EBLM-J0555-57 , được ước tính lớn hơn một chút so với Sao Thổ (ở bán kính khoảng 59000 km với khối lượng gấp 85 lần Sao Mộc).

Một trong những hành tinh lớn nhất được biết đến không phải là sao lùn nâu bị nghi ngờ, WASP-79b được ước tính có đường kính gấp đôi sao Mộc với khối lượng 0,9 lần sao Mộc. Nhiều hành tinh nóng và hành tinh sưng húp với số đo tương tự được biết đến.

Làm thế nào có khả năng có những hệ thống mà một hành tinh lớn hơn ngôi sao chủ của nó? Có ví dụ nào được biết không?

Tôi đang tìm kiếm các ngôi sao hiện đang hợp nhất, quy định các hành tinh xung, v.v.

Câu trả lời cho câu hỏi phụ thuộc vào định nghĩa chính xác của hành tinh được sử dụng.

Một ví dụ có thể là L lùn 2M 0746 + 20 (2MASS J07464256 + 2000321) và hành tinh của nó 2M 0746 + 20 b .

Bán kính của hành tinh lớn hơn 12% so với bán kính của ngôi sao.

$12.21 (± 0.4) \cdot M_J$

Vì các ngôi sao nhỏ nhất vẫn có kích thước của các hành tinh khổng lồ khí, nên câu hỏi cuối cùng là liệu những người khổng lồ khí có tồn tại xung quanh các ngôi sao ở dưới cùng của chuỗi chính hay không. Các hành tinh khí khổng lồ ở gần rất hiếm quanh các ngôi sao có khối lượng thấp, mặc dù dường như có những hành tinh dài hạn. Điều này có nghĩa là bán kính hành tinh lớn nhất cho các hệ thống đang được đề cập sẽ tương tự như Sao Mộc, thay vì các Sao Mộc nóng. Một ngoại lệ sẽ là trường hợp các hệ thống rất trẻ trước khi các hành tinh nguội đi và co lại, nhưng trong trường hợp đó, ngôi sao vẫn sẽ ký hợp đồng nên bạn có thể không giành chiến thắng ở đó.

Một vấn đề là những ngôi sao này cực kỳ mờ nhạt, vì vậy phương pháp vận tốc hướng tâm rất khó khăn - điều này có thể thay đổi một chút khi các thiết bị RV hoạt động trong vùng hồng ngoại (ví dụ: Công cụ tìm kiếm hành tinh vùng sống ) xuất hiện trực tuyến. Các chu kỳ quỹ đạo dài cho các hành tinh khổng lồ xung quanh những ngôi sao này cũng đòi hỏi thời gian quan sát lâu hơn để phát hiện. Thật không may, chu kỳ quỹ đạo dài sẽ khiến quá cảnh không thể xảy ra, vì vậy hầu hết chúng ta sẽ không thể xác định bán kính của hành tinh và không biết chắc chắn rằng hành tinh này lớn hơn ngôi sao.

Hình ảnh trực tiếp đã phát hiện ra một vài vật thể có khối lượng Sao Mộc ở khoảng cách khá rộng với các vật thể gần giới hạn đốt cháy hydro, ví dụ 2MASS J02192210-3925225 với một vật thể ở giới hạn đốt cháy deuterium nằm ở khoảng 150 AU từ một ngôi sao khối lượng mặt trời 0,1 . Không hoàn toàn rõ ràng nên gọi những vật thể này là gì và chúng có thể là những sao lùn nâu có khối lượng rất thấp chứ không phải là các hành tinh. Hơn nữa, các hệ thống này còn quá trẻ đến nỗi các ngôi sao chưa ký hợp đồng với bán kính chuỗi chính của chúng. Đối với các ngôi sao có khối lượng thấp, việc này có thể mất vài tỷ năm, khi đó các hành tinh sẽ nguội đi và trở nên mờ nhạt hơn (và ít bị phát hiện hơn). Những hệ thống phân tách rộng này cuối cùng cũng có thể bị phá vỡ bởi các cuộc chạm trán sao.

Cách tiếp cận khác hoạt động để phát hiện các loại hệ thống này là vi lọc hấp dẫn , có xu hướng tìm các vật thể gần đường trượt tuyết của hệ thống, tức là trên quy mô tương tự như hệ thống hành tinh của chúng ta. Một ví dụ về loại hệ thống có thể có hành tinh lớn hơn ngôi sao của nó là KMT-2016-BLG-1107Lb , trong đó các tham số cho thấy hành tinh khối lượng 3,3 sao Mộc quay quanh một ngôi sao khối lượng mặt trời ~ 0,087 tại ~ 0,34 AU. Thật không may, độ không đảm bảo trong các thông số thường lớn vì các hệ thống ống kính thường không nhìn thấy được. Điều này có nghĩa là chúng tôi cũng không có thông tin bán kính, vì vậy chúng tôi không thể nói chắc chắn rằng hệ thống này chắc chắn có một hành tinh lớn hơn ngôi sao của nó.

Vì vậy, có vẻ như các hệ thống tồn tại trong đó một hành tinh có thể lớn hơn ngôi sao theo trình tự chính mà nó quay quanh, mặc dù cho đến nay vẫn chưa có trường hợp nào được xác nhận do khó thực hiện các quan sát cần thiết.

Ngoài sao lùn đỏ, khả năng khác là của một hành tinh quay quanh một ngôi sao loại B subdwarf .

Một số tính năng của những ngôi sao như vậy:

• Bao gồm gần như hoàn toàn helium
• Nghĩ rằng sẽ được hình thành thông qua sự hợp nhất của hai sao lùn trắng hoặc tại một điểm cụ thể trong sự tiến hóa của một số người khổng lồ đỏ
• Nhiệt độ dao động từ 20.000 K đến 40.000 K
• Độ sáng gấp từ 10 - 100 lần độ sáng của Mặt trời
• Khối lượng thường bằng ~ 0,5 lần khối lượng của Mặt trời
• Bán kính bằng khoảng 0,15-0,25 lần bán kính của mặt trời

Phạm vi bán kính này đặt nó chồng lên bán kính của các hành tinh lớn nhất (~ 0,2 lần bán kính mặt trời). Vì (các) ngôi sao tiền thân có khối lượng lớn hơn, dẫn đến tăng khả năng những người khổng lồ khí hình thành trong đĩa tiền đạo. Câu hỏi sau đó trở thành: "Một người khổng lồ khí có thể tìm đường đến hệ thống sao bên trong để nó có thể phồng lên không?"

$M_j$$R_j$

Một ví dụ khác được biết đến là Kepler-70 , một ngôi sao khá tò mò dường như là tàn dư của một người khổng lồ đỏ. Hệ thống Kepler 70 rất nhỏ gọn, với hai hành tinh nhỏ (bán kính trái đất) quay quanh với thời gian phồng rộp nhanh tương ứng là 5 và 8 giờ. (Thật hấp dẫn, những hành tinh này không được phát hiện bằng cách làm lu mờ ngôi sao chủ của chúng, mà thay vào đó là sự tăng độ sáng định kỳ khi chúng bắt đầu quay quanh phía sau ngôi sao. Cả hai hành tinh này đều có bề mặt nóng hơn Mặt trời, lần lượt là 7.600 K và 6.800 K. ) Những hành tinh này được lý thuyết hóa là tàn dư của những người khổng lồ khí đã bị bốc hơi khi ở bên trong ngôi sao trong giai đoạn khổng lồ đỏ.

Từ những ví dụ kéo này, tôi kết luận rằng không có khó khăn gì khi có những người khổng lồ khí xung quanh các ngôi sao phụ loại B nhỏ, mặc dù các cơ chế đưa chúng đủ gần để trở thành các hành tinh sưng húp có nhiều vấn đề. Bạn có một người khổng lồ đỏ làm sôi tất cả những người khổng lồ khí gần đó trước khi hình thành tiểu khu hoặc bạn có hai sao lùn trắng hợp nhất thành một tiểu khu màu xanh, đòi hỏi một hệ thống tiền thân của hai ngôi sao nhị phân gần đó cấm các hành tinh quay quanh.

Tôi nghi ngờ để một hệ thống sao lớn hơn hành tinh hình thành, người khổng lồ khí phải di chuyển vào bên trong bằng cách nào đó sau khi hình thành ngôi sao chìm.