Astrofizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside, Stephen Kane, musiał dwukrotnie sprawdzić swoje obliczenia. Nie był pewien, czy planeta, którą badał, może być tak ekstremalna, jak się wydawało.
Kane nigdy nie spodziewał się, że dowie się, że planeta w tym odległym układzie gwiezdnym jest pokryta tak wieloma aktywnymi wulkanami, że widziane z daleka przybiorą ognisty, świecący czerwony odcień.
„To był jeden z tych momentów odkrycia, kiedy myślisz: «Wow, to niesamowite, że coś takiego naprawdę istnieje»” – powiedział Kane. Artykuł opisujący szczegółowo odkrycie został opublikowany w The Astronomical Journal.
Wystrzelony w 2018 roku satelita NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) szuka egzoplanet – planet poza Układem Słonecznym – krążących wokół najjaśniejszych gwiazd na niebie, w tym tych, na których może istnieć życie.
Kane badał układ gwiazd o nazwie HD 104067 oddalony o około 66 lat świetlnych od naszego Słońca, o którym już wiadomo, że kryje w sobie gigantyczną planetę. TESS właśnie odkryła sygnały dotyczące nowej skalistej planety w tym układzie. Zbierając dane o tej planecie, nieoczekiwanie znalazł kolejną, zwiększając całkowitą liczbę znanych planet w układzie do trzech.
Nowa planeta odkryta przez TESS jest planetą skalistą, podobną do Ziemi, ale o 30% większą. Jednak w przeciwieństwie do Ziemi ma więcej wspólnego z Io, skalistym księżycem Jowisza, położonym najbliżej wnętrza i najbardziej aktywnym wulkanicznie ciałem w naszym Układzie Słonecznym.
„To planeta ziemska, którą określiłbym jako Io na sterydach” – powiedział Kane. „Została zmuszona do sytuacji, w której nieustannie eksploduje wulkanami. W zakresie fal optycznych można by zobaczyć świecącą, gorącą do czerwoności planetę z powierzchnią stopionej lawy”.
Kane obliczył, że temperatura powierzchni nowej planety TOI-6713.01 wyniesie 2600 stopni Kelvina, czyli jest gorętsza niż niektóre gwiazdy.
Siły grawitacyjne są odpowiedzialne za aktywność wulkaniczną zarówno na Io, jak i na tej planecie. Io jest bardzo blisko Jowisza. Kane wyjaśnił, że inne księżyce Jowisza zmuszają Io do poruszania się po eliptycznej lub „ekscentrycznej” orbicie wokół planety, która sama w sobie ma bardzo silne przyciąganie grawitacyjne.
„Gdyby nie było innych księżyców, Io krążyłaby po kołowej orbicie wokół planety, a na powierzchni byłoby cicho. Zamiast tego grawitacja Jowisza ściska Io tak bardzo, że nieustannie wybucha wulkanami” – powiedział Kane.
Podobnie w układzie HD 104067 znajdują się dwie planety, które znajdują się dalej od gwiazdy niż ta nowa planeta. Te zewnętrzne planety również zmuszają wewnętrzną skalistą planetę do wejścia na ekscentryczną orbitę wokół gwiazdy, która ściska ją podczas jej orbitowania i rotacji.
Kane porównuje ten scenariusz do racquetballa, w którym mała gumowa piłka do gry odbija się bardziej i nagrzewa się pod wpływem ciągłego uderzania w nią łopatkami. Efekt ten nazywany jest energią pływową i jest to termin używany w odniesieniu do oddziaływania grawitacyjnego jednego ciała na inne ciało. Na Ziemi pływy są głównie wynikiem grawitacji Księżyca ciągnącej nasze oceany.
Idąc dalej, Kane i jego koledzy chcieliby zmierzyć masę płonącej planety i poznać jej gęstość. Dzięki temu dowiedzieliby się, ile materiału można wydmuchać z wulkanów.
Kane powiedział, że wpływ pływów na planety nie był w przeszłości głównym przedmiotem badań egzoplanet. Być może po tym odkryciu to się zmieni.
„To nas wiele uczy na temat skrajności, ile energii można wpompować w planetę ziemską, i konsekwencji tego” – powiedział Kane. „Chociaż wiemy, że gwiazdy przyczyniają się do ogrzewania planety, zdecydowana większość energii tutaj pochodzi z pływów i nie można tego ignorować”.