Keberadaan planet yang lebih besar dari bintang inangnya?

Wilayah massa objek antara ~ 0,5 massa Jupiter dan 80 massa Jupiter (gas raksasa hingga katai coklat dan katai merah) ditandai oleh hubungan yang hampir datar dengan diameter objek. Ada planet di luar sana yang lebih besar dari beberapa bintang terkecil.

Bintang terkecil (saat ini menyatu) yang dikenal, EBLM-J0555-57 , diperkirakan sedikit lebih besar dari Saturnus (pada radius sekitar 59.000 km dengan massa Jupiter 85 kali).

Salah satu planet terbesar yang diketahui bukan kerdil coklat yang dicurigai, WASP-79b diperkirakan dua kali diameter Jupiter pada 0,9 kali massa Jupiter. Banyak Hot jupiter dan planet bengkak dengan ukuran yang sama diketahui.

Seberapa besar kemungkinan ada sistem di mana sebuah planet lebih besar dari bintang inangnya? Apakah ada contoh yang diketahui?

Saya mencari bintang yang saat ini hanya sekering, yang mengesampingkan planet pulsar, dll.

Jawaban atas pertanyaan tergantung pada definisi yang tepat dari planet yang digunakan.

Contoh yang mungkin adalah L dwarf 2M 0746 + 20 (2MASS J07464256 + 2000321) dan planetnya 2M 0746 + 20 b .

Jari-jari planet ini 12% lebih besar dari jari-jari bintang.

Catatan: Massa planet yang dilaporkan sebesar sedikit di bawah batas pembakaran deuterium dari 13 massa Jupiter.$12.21 (± 0.4) \cdot M_J$

Karena bintang terkecil masih seukuran planet gas raksasa, pertanyaannya akhirnya adalah apakah raksasa gas ada di sekitar bintang di bagian bawah urutan utama. Planet-planet raksasa gas yang tertutup jarang ada di sekitar bintang bermassa rendah, meskipun tampaknya ada planet-planet jangka panjang. Ini berarti jari-jari planet terbesar untuk sistem yang dimaksud akan serupa dengan Jupiter, daripada Jupiter yang panas. Pengecualian akan menjadi kasus sistem yang sangat muda sebelum planet dingin dan menyusut tetapi dalam kasus itu bintang juga masih akan berkontraksi sehingga Anda mungkin tidak menang di sana.

Masalahnya adalah bahwa bintang-bintang ini sangat redup, sehingga metode kecepatan radialnya rumit - ini mungkin mengubah sedikit sekali lagi instrumen RV yang beroperasi dalam inframerah (mis. Habitable Zone Planet Finder ) datang online. Periode orbit yang panjang untuk planet-planet raksasa di sekitar bintang-bintang ini juga membutuhkan waktu pengamatan yang lebih lama untuk melakukan pendeteksian. Sayangnya periode orbit yang panjang akan membuat transit tidak mungkin, jadi kemungkinan besar kita tidak akan dapat menentukan jari-jari planet dan tidak akan tahu pasti bahwa planet ini lebih besar dari bintang.

Pencitraan langsung telah melihat beberapa objek dari beberapa massa Jupiter pada pemisahan yang cukup lebar dari objek di dekat batas pembakaran hidrogen, misalnya 2MASS J02192210-3925225 dengan objek pada batas pembakaran deuterium terletak sekitar 150 AU dari bintang massa matahari 0,1 . Tidak sepenuhnya jelas apa yang harus disebut benda-benda ini dan mereka mungkin lebih kecil dari massa kerdil coklat daripada planet. Lebih jauh lagi, sistem ini sangat muda sehingga bintang-bintang belum berkontraksi dengan jari-jari utama mereka. Untuk bintang bermassa rendah, ini bisa memakan waktu beberapa miliar tahun, saat planet-planet itu akan mendingin dan menjadi lebih redup (dan kurang terdeteksi). Sistem pemisahan lebar seperti ini juga dapat terganggu oleh pertemuan bintang.

Pendekatan lain yang berfungsi untuk mendeteksi sistem semacam ini adalah gravitasi mikro , yang cenderung menemukan objek di dekat garis salju sistem, yaitu pada skala yang lebih mirip dengan sistem planet kita. Contoh dari jenis sistem yang mungkin memiliki planet yang lebih besar dari bintangnya adalah KMT-2016-BLG-1107Lb , di mana parameternya menunjukkan ~ 3,3 planet massa Jupiter yang mengorbit bintang massa surya ~ 0,087 pada ~ 0,34 AU. Sayangnya ketidakpastian dalam parameter biasanya besar karena sistem lensa biasanya tidak terlihat. Ini berarti kami juga tidak memiliki informasi radius, jadi kami tidak dapat mengatakan dengan pasti bahwa sistem ini pasti memiliki planet yang lebih besar daripada bintangnya.

Jadi sepertinya ada sistem di mana sebuah planet bisa lebih besar dari bintang urutan utama yang mengorbit, meskipun sejauh ini tidak ada kasus yang dikonfirmasi karena sulitnya melakukan pengamatan yang diperlukan.

Di luar kerdil merah, kemungkinan lain adalah bahwa planet yang mengorbit bintang tipe B subdwarf .

Beberapa fitur dari bintang-bintang tersebut:

• Hampir seluruhnya terdiri dari helium
• Diperkirakan terbentuk melalui penggabungan dua kurcaci putih atau pada titik tertentu dalam evolusi beberapa raksasa merah
• Suhu berkisar dari 20.000 K hingga 40.000 K
• Kecerahannya antara 10 - 100 kali kecerahan Matahari
• Massa biasanya ~ 0,5 kali massa Matahari
• Radius adalah sekitar 0,15-0,25 kali radius matahari

Kisaran radius ini menempatkannya pada tumpang tindih jari-jari planet terbesar (~ 0,2 kali radius matahari). Karena bintang nenek moyang lebih besar, itu mengarah pada peningkatan kemungkinan terbentuknya gas raksasa di cakram protoplanet. Pertanyaannya kemudian menjadi: "Bisakah raksasa gas menemukan jalannya ke sistem bintang dalam sehingga ia bisa mengembang?"

$M_j$$R_j$

Contoh lain yang diketahui adalah Kepler-70 , bintang yang agak penasaran yang tampaknya merupakan sisa dari raksasa merah. Sistem Kepler 70 sangat kompak, dengan dua planet kecil (radius bumi) yang mengorbit dengan periode sangat cepat masing-masing 5 dan 8 jam. (Menariknya, planet-planet ini tidak terdeteksi dengan melampaui bintang inangnya, melainkan oleh peningkatan luminositas secara berkala ketika mereka mulai mengorbit di belakang bintang. Kedua planet ini memiliki permukaan yang lebih panas daripada Matahari, masing-masing 7.600 K dan 6.800 K. ) Planet-planet ini berteori untuk menjadi sisa-sisa raksasa gas yang diuapkan dengan berada di dalam bintang selama fase raksasa merahnya.

Dari contoh-contoh derek ini, saya menyimpulkan bahwa tidak ada kesulitan dalam memiliki raksasa gas di sekitar bintang-bintang subdwarf tipe-B kecil, meskipun mekanisme untuk membawa mereka cukup dekat untuk menjadi planet bengkak penuh dengan masalah. Anda juga memiliki raksasa merah yang mendidihkan semua raksasa gas di dekatnya sebelum bentuk subdwarf, atau Anda memiliki dua kurcaci putih yang bergabung menjadi subdwarf biru, yang membutuhkan sistem nenek moyang dari dua bintang biner dekat yang melarang planet-planet sirkumbiner yang mengorbit dekat.

Saya menduga untuk terbentuknya sistem planet yang lebih besar dari bintang induknya, raksasa gas itu harus bermigrasi ke dalam entah bagaimana setelah pembentukan bintang subdwarf.