การดำรงอยู่ของดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน

10

พื้นที่มวลของวัตถุระหว่าง ~ 0.5 ดาวพฤหัสและมวลดาวพฤหัส 80 ดวง (ดาวก๊าซยักษ์ไปจนถึงดาวแคระน้ำตาลและดาวแคระแดง) ถูกจำแนกโดยความสัมพันธ์เกือบแบนกับเส้นผ่าศูนย์กลางวัตถุ มีดาวเคราะห์อยู่ข้างนอกซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ที่เล็กที่สุดบางดวง

ดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กที่สุดในปัจจุบัน ได้แก่EBLM-J0555-57ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาวเสาร์เล็กน้อย (ประมาณ 59,000 กม. รัศมีกับ 85 เท่ามวลดาวพฤหัส)

หนึ่งในดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จักกันว่าไม่ใช่ดาวแคระน้ำตาลที่น่าสงสัยWASP-79bคาดว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลางสองเท่าของดาวพฤหัสที่ 0.9 เท่ามวลดาวพฤหัส หลายดาวพฤหัสบดีร้อนและดาวเคราะห์อ้วนด้วยการวัดที่คล้ายกันเป็นที่รู้จักกัน

มีโอกาสมากที่จะมีระบบที่ดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์แม่ของมัน มีตัวอย่างใดบ้างที่รู้

ฉันกำลังมองหาดาวที่กำลังหลอมรวมเท่านั้นซึ่งออกกฎดาวเคราะห์พัลซาร์และอื่น ๆ

— Ingolifs
แหล่งที่มา

คุณกำลังมุ่งไปที่มวลอย่างหมดจดหรือจะไปตามรัศมีปล่อยให้ดาวเคราะห์ที่อายุน้อยซึ่งมีก๊าซหรือฝุ่นละอองยังคงผ่านกระบวนการเชื่อมต่อกัน (ไม่ใช่ว่าผมมีความคิดวิธีการค้นหาเหล่านั้น)

— คาร์ล Witthoft

3

มันต้องเป็นรัศมีเนื่องจากดาวนั้นมีมวลมากกว่าดาวเคราะห์

— Ingolifs

4

คำตอบของคำถามขึ้นอยู่กับคำจำกัดความที่แน่นอนของดาวเคราะห์ที่ใช้

ตัวอย่างที่เป็นไปได้คือเปิด L แคระ 2M 0746 + 20 (2MASS J07464256 + 2000321) และโลกของ2M 0746 + 20 ข

รัศมีของดาวเคราะห์มากกว่ารัศมีของดาวฤกษ์ 12%

\begin{array}{lll} มวล & รัศมี \\ ดาวเคราะห์ & 12.21 \cdot M_{J} & 0.970 \cdot R_{J} \\ ดาว & 83.79 \cdot M_{J} & 0.089 \cdot R_{S ยู n} = 0.866 \cdot R_{J} \end{array}

$\begin{array}{lll} \hline \text{} & \text{Mass} & \text{Radius}\\ \hline \text{Planet} & 12.21 \cdot M_J & 0.970 \cdot R_J\\ \text{Star} & 83.79 \cdot M_J & 0.089 \cdot R_{Sun} = 0.866 \cdot R_J\\ \hline \end{array}$

หมายเหตุ: มวลดาวเคราะห์ที่รายงาน $12.21 (± 0.4) \cdot M_J$ ต่ำกว่าขีด จำกัด การเผาไหม้ดิวเทอเรียมเล็กน้อยที่ 13 ดาวพฤหัส

— aventurin
แหล่งที่มา

6

เนื่องจากดาวฤกษ์ที่เล็กที่สุดยังคงมีขนาดเท่าดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์คำถามก็จบลงด้วยคำถามว่าดาวก๊าซยักษ์มีอยู่รอบดาวฤกษ์ที่ด้านล่างของลำดับหลักหรือไม่ ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ระยะใกล้นั้นหาได้ยากรอบดาวฤกษ์มวลน้อย แต่ดูเหมือนว่าจะเป็นดาวเคราะห์ระยะยาว นี่หมายถึงรัศมีดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดสำหรับระบบที่มีปัญหาจะคล้ายกับดาวพฤหัสบดีมากกว่าดาวพฤหัสร้อนที่พองตัว ข้อยกเว้นจะเป็นกรณีของระบบที่เล็กมาก ๆ ก่อนที่ดาวเคราะห์จะเย็นตัวลงและหดตัวลง แต่ในกรณีนี้ดาวฤกษ์จะยังคงหดตัวดังนั้นคุณอาจไม่ชนะ

ปัญหาคือดาวฤกษ์เหล่านี้สลัวมากดังนั้นวิธีความเร็วเรเดียลจึงเป็นเรื่องยาก - นี่อาจเปลี่ยนเครื่องมือ RV อีกสักหน่อยที่ทำงานในอินฟราเรด (เช่นHabitable Zone Planet Finder ) ออนไลน์ ระยะเวลาการโคจรที่ยาวนานสำหรับดาวเคราะห์ยักษ์รอบดาวฤกษ์เหล่านี้จะต้องใช้เวลาในการตรวจจับนานกว่านี้เพื่อทำการตรวจจับ น่าเสียดายที่ระยะเวลาการโคจรที่ยาวนานนั้นไม่น่าจะเป็นไปได้ดังนั้นส่วนใหญ่เราอาจจะไม่สามารถตรวจสอบรัศมีของดาวเคราะห์และไม่ทราบแน่ชัดว่าดาวเคราะห์นั้นใหญ่กว่าดาวฤกษ์

การถ่ายภาพโดยตรงพบวัตถุบางส่วนของมวลดาวพฤหัสบดีเพียงไม่กี่ตัวที่แยกออกจากวัตถุที่ค่อนข้างกว้างใกล้กับขีด จำกัด การเผาไหม้ไฮโดรเจนเช่น2MASS J02192210-3925225โดยมีวัตถุที่ขีด จำกัด การเผาไหม้ดิวเทอเรียมอยู่ประมาณ 150 AU จากดาวมวลดวงอาทิตย์ 0.1 . ยังไม่ชัดเจนว่าจะเรียกวัตถุเหล่านี้อย่างไรและพวกมันอาจเป็นดาวแคระน้ำตาลมวลต่ำมากแทนที่จะเป็นดาวเคราะห์ ยิ่งไปกว่านั้นระบบเหล่านี้ยังเด็กมากจนดาวฤกษ์ยังไม่หดตัวในรัศมีลำดับหลักของมัน สำหรับดาวมวลน้อยอาจใช้เวลาหลายพันล้านปีซึ่งเวลานี้ดาวเคราะห์จะเย็นตัวลงและกลายเป็นจางมากขึ้น (และตรวจจับได้น้อยกว่า) ระบบการแยกแบบกว้างเหล่านี้อาจถูกรบกวนด้วยการเผชิญหน้ากับดาวฤกษ์

วิธีการอื่นที่ใช้ในการตรวจจับระบบประเภทนี้คือmicrolensing ความโน้มถ่วงซึ่งมีแนวโน้มที่จะค้นหาวัตถุใกล้แนวสโนว์บอร์ดของระบบนั่นคือบนสเกลที่คล้ายกับระบบดาวเคราะห์ของเรามากกว่า ตัวอย่างของระบบที่อาจมีดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ของมันคือKMT-2016-BLG-1107Lbโดยที่พารามิเตอร์นั้นแนะนำให้มีดาวเคราะห์มวลขนาด 3.3 เท่าดาวพฤหัส โชคไม่ดีที่ความไม่แน่นอนในพารามิเตอร์มีขนาดใหญ่เนื่องจากระบบเลนส์มักจะมองไม่เห็น นี่หมายความว่าเรายังไม่มีข้อมูลรัศมีดังนั้นเราจึงไม่สามารถบอกได้ว่าระบบนี้มีดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่าดาวฤกษ์ของมันอย่างแน่นอน

ดังนั้นดูเหมือนว่าระบบจะมีอยู่จริงซึ่งดาวเคราะห์สามารถมีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่โคจรรอบแม้ว่าจะยังไม่มีกรณียืนยันเนื่องจากความยากลำบากในการสังเกตที่จำเป็น

— antispinwards
แหล่งที่มา

3

นอกเหนือจากดาวแคระแดงเป็นไปได้ก็คือว่าดาวเคราะห์โคจรรอบประเภท B subdwarf ดาว

คุณสมบัติบางอย่างของดาวดังกล่าว:

ประกอบด้วยฮีเลียมเกือบทั้งหมด
คิดว่าจะเกิดขึ้นจากการรวมตัวของดาวแคระขาวสองตัวหรือที่จุดเฉพาะในวิวัฒนาการของยักษ์แดงบางดวง
อุณหภูมิมีตั้งแต่ 20,000 K ถึง 40,000 K
ความสว่างอยู่ระหว่าง 10 - 100 เท่าของความสว่างของดวงอาทิตย์
โดยทั่วไปแล้วมวลประมาณ 0.5 เท่ามวลดวงอาทิตย์
รัศมีอยู่ที่ประมาณ 0.15-0.25 เท่าของรัศมีของดวงอาทิตย์

ช่วงรัศมีนี้ทำให้คาบเกี่ยวกันกับรัศมีของดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุด (รัศมีดวงอาทิตย์ประมาณ 0.2 เท่า) เนื่องจากดาวฤกษ์ต้นกำเนิดมีขนาดใหญ่กว่ามันจึงนำไปสู่โอกาสที่ดาวก๊าซยักษ์จะก่อตัวขึ้นในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ คำถามก็จะกลายเป็น: "ยักษ์ก๊าซสามารถหาทางไปสู่ระบบดาวชั้นในเพื่อที่มันจะสามารถพองตัวได้หรือไม่"

ดาว Subdwarf ประเภท B มีดาวสองดวงที่เป็นที่รู้จัก V391 Pegasiอาจจะใกล้เคียงที่สุดที่จะทำตามเงื่อนไขที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวฤกษ์ การโคจรรอบดาวที่ ~ 1.7 AU คือ 2.5 - 3.99 $M_j$ ก๊าซยักษ์ ยักษ์แก๊สนี้จะได้รับพลังงานจากดาวฤกษ์ต่อตารางเมตรมากกว่าที่โลกทำมาจากดวงอาทิตย์ แต่มันไม่น่าจะเพียงพอสำหรับโลกที่จะร้อนขึ้นอย่างเพียงพอที่จะกลายเป็น 'อ้วน' พอที่จะแซงขนาดของดาว 2.3 $R_j$ .

อีกตัวอย่างที่รู้จักกันคือKepler-70เป็นดาวที่น่าสนใจที่ดูเหมือนจะเป็นเศษซากของดาวยักษ์แดง ระบบ Kepler 70 มีขนาดกะทัดรัดมากโดยมีดาวเคราะห์ขนาดเล็กสองดวง (รัศมี sub-earth) ที่โคจรรอบด้วยระยะเวลา 5 วินาทีและ 8 ชั่วโมงตามลำดับ (น่าสนใจดาวเคราะห์เหล่านี้ไม่ถูกตรวจพบโดยการรวมดาวฤกษ์แม่ แต่โดยการเพิ่มขึ้นของความส่องสว่างเป็นระยะ ๆเมื่อพวกเขาเริ่มโคจรรอบดาวฤกษ์ดาวเคราะห์ทั้งสองนี้มีพื้นผิวร้อนกว่าดวงอาทิตย์ 7,600 K และ 6,800 K ตามลำดับ ) ดาวเคราะห์เหล่านี้ถูกทฤษฏีให้เป็นเศษซากของยักษ์ก๊าซที่ถูกระเหยโดยอยู่ในดาวฤกษ์ในช่วงของดาวยักษ์แดง

จากตัวอย่างพ่วงเหล่านี้ฉันสรุปได้ว่าไม่มีความยากลำบากในการมีดาวก๊าซยักษ์รอบดาวฤกษ์ประเภท B ขนาดเล็กแม้ว่ากลไกในการนำพวกมันเข้ามาใกล้พอที่จะกลายเป็นดาวเคราะห์ที่พองตัวนั้นเต็มไปด้วยปัญหา คุณอาจมีดาวยักษ์แดงที่พัดยักษ์ก๊าซที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมดก่อนที่ดาวแคระจะก่อตัวขึ้นหรือคุณมีดาวแคระขาวสองดวงที่รวมกันเป็นดาวแคระสีน้ำเงินซึ่งต้องใช้ระบบกำเนิดของดาวฤกษ์ใกล้เคียงแบบสองดวง

ฉันสงสัยว่าระบบดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์ก่อตัวดาวเคราะห์ก๊าซจะต้องอพยพเข้ามาด้านในหลังจากการก่อตัวของดาวแคระ

— Ingolifs
แหล่งที่มา

V391 Pegasi b ไม่ใช่การตรวจจับที่ปลอดภัยโหมดที่แตกต่างกันของดาวดูเหมือนจะเปลี่ยนแปลงนอกระยะซึ่งกันและกันซึ่งจะไม่เกิดขึ้นหากการเปลี่ยนแปลงเวลาเกิดจากดาวเคราะห์ที่โคจรดูSilvotti et al (2018) อ้างว่าระบบดาวเคราะห์รอบ Kepler-70 นอกจากนี้ยังมีความสงสัยในดูKrzesinski (2015)

— antispinwards

อนิจจาแถบข้อผิดพลาดแน่นในบทความวิกิพีเดียให้ความเชื่อมั่นเท็จกับความแน่นอนของดาวเคราะห์เหล่านี้

— Ingolifs