Jest prawie dwa razy większa i piętnaście razy masywniejsza od Ziemi. Okrąża swoją gwiazdę w zaledwie 35 godzin po bardzo ciasnej orbicie, przez co temperatura na jej powierzchni przekracza tysiąc stopni Celsjusza. Planetę odkryli toruńscy astronomowie.

Nie jest to jedyna planeta w tym układzie planetarnym. Od kilku już lat wiadomo, że wokół gwiazdy, dziś znanej jako WASP-84, krąży masywna planeta, nieco podobna do Jowisza, choć ulokowana na znacznie bliższej orbicie. Jej okres orbitalny wynosi nieco ponad 8 dni, więc jest klasyfikowana jako tzw. gorący jowisz.

Przez długi czas uważano, że planety tego typu pozbawione są mniej masywnych planetarnych towarzyszy, co z kolei bezpośrednio przekładało się na nasze wyobrażenia o powstawaniu i ewoluowaniu układów planetarnych – wyjaśnia dr hab. Gracjan Maciejewski, prof. UMK, lider grupy badawczej z Instytutu Astronomii na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK. – Jednak na przestrzeni ostatnich kilku lat obraz ten uległ zmianie, ponieważ zaczęto odkrywać dodatkowe planety w pojedynczych układach planetarnych z gorącymi jowiszami. Postanowiliśmy mieć swój udział w tej małej rewolucji.

Układ planetarny WASP-84 był jednym z dziesięciu, które badała w ramach swojej pracy dyplomowej (licencjackiej) Weronika Łoboda.

– Analizowałam pomiary jasności gwiazd, korzystając z obserwacji uzyskanych w 2021 r. teleskopem kosmicznym Transiting Exoplanet Survey Satellite w celu wykrycia niewielkich, okresowych spadków jasności. Mogą one być powodowane przez cykliczne przesłanianie części tarczy gwiazdy przez przechodzącą na jej tle planetę – tłumaczy Weronika Łoboda. – Astronomowie nazywają to zjawisko tranzytem egzoplanetarnym.

Weronika Łoboda odkryła w przypadku gwiazdy WASP-84 słaby i trudno dostrzegalny w szumie sygnał. Z jej obliczeń wynikało, że spadki jasności wynosiły zaledwie pół promila strumienia rejestrowanego światła.

To musiałaby być naprawdę mała planeta i w dodatku ulokowana 16 razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury w Układzie Słonecznym! – podkreśla studentka. 

Aby potwierdzić to odkrycie, astronomowie cierpliwie czekali do początku marca tego roku, kiedy układ WASP-84 został ponownie zaobserwowany.

– Ku naszej radości nowe dane potwierdziły wcześniejsze przypuszczenia – mówi prof. Maciejewski. – Rozpoczęliśmy skrupulatną procedurę weryfikacji naszych wyników, aby upewnić się, że płynące z nich wnioski są poprawne.

Część pracy wykonał mgr Jan Golonka, doktorant z Interdyscyplinarnej Szkoły Doktorskiej "Academia Copernicana".

Po kilku dniach intensywnych analiz nabraliśmy pewności, że ten słabiutki sygnał pochodzi od nowej planety. Co więcej, korzystając z archiwalnych obserwacji, zdołaliśmy wyznaczyć jej masę – mówi mgr Golonka. – Pozwoliło to nam nakreślić model struktury wewnętrznej tego globu, który okazał się przeskalowaną Ziemią z bogatym w żelazo jądrem i krzemianowym płaszczem.

Choć dziś znamy tysiące planet w setkach pozasłonecznych układów planetarnych, WASP-84 jest dopiero szóstym przypadkiem układu z gorącym jowiszem i dodatkową mało masywną planetą, a trzecim z wyznaczoną masą takiej planety. Astronomowie są przekonani, że to dopiero wierzchołek góry lodowej i tego typu odkrycia będą coraz częstsze wraz z udoskonalaniem technik detekcji.

Odkrycie toruńskich astronomów zostało zaprezentowane w czasie jubileuszowego Zjazdu Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, który odbył się w dniach 11-15 września w Toruniu. Opublikowano je również w październikowym wydaniu "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters". Artykuł jest dostępny TUTAJ, jego ogólnodostępny preprint można też znaleźć TUTAJ.
Artykuł powstał dzięki międzynarodowej współpracy z naukowcami z Niemiec oraz Hiszpanii.