İkizler mi yoksa kuzenler mi? Neptün’ün altındaki ötegezegenler bir cevap sağlayabilir

Gökbilimciler, bir M cüce yıldızının yörüngesinde dönen bir çift ötegezegen keşfettiler; bunlardan biri, TESS uydu gözlemevi tarafından bulunan en soğuk M cüce gezegenidir ve bu, onu atmosferinin takip çalışmaları için erişilebilir hale getirir. Çalışma The Astrophysical Journal Letters’da yayınlandı.

Gezegenler, Dünya’dan 150 ışıkyılı uzaklıkta bulunan TOI 904 yıldızının yörüngesindedir ve her ikisi de Neptün’ün altındadır, yarıçapları Dünya’nın iki katından fazla, ancak Neptün’den daha küçüktür. Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) ile keşfedilen dış gezegen TOI 904c, yıldızının etrafında dönmesi 84 gün sürüyor ve tahmini denge sıcaklığı 217 K (-56°C) olup, TESS tarafından keşfedilen en soğuk M cüce gezegenidir. tarih.

Arkadaşı TOI 904b her 11 günde bir yıldızın etrafında dönüyor. Ev sahibi yıldız, ötegezegenin kütlelerinin ve atmosferlerinin özelliklerinin gelecekte belirlenmesine olanak sağlayacak kadar kızılötesinde yeterince parlaktır, ancak yıldızın parlaklığının gözlem yapan teleskopları gölgede bırakmayacak kadar soğuk ve sönüktür.

TESS, en parlak cüce yıldızların etrafındaki dış gezegenleri incelemek için tasarlanmış bir uydudur. İki yıllık orijinal görevi Temmuz 2020’de sona erdi, ancak iki kez uzatıldı ve hâlâ binlerce yıldızın parlaklığına ilişkin veri toplamaya devam ediyor. Ötegezegenler bir yıldızın etrafında dönerken, gökbilimciler gezegenler TESS ile yıldız arasından geçerken veya geçerken yoğunluğunda küçük, periyodik düşüşler ararlar.

TESS tarafından toplanan veriler çok aktif bir araştırma altında ve bulunan yıldızların yaklaşık %75’inin, hem güneşten daha küçük hem de daha sönük olan M cüceleri olduğunu ve bugüne kadar 7.000’den fazla aday ötegezegen bulduğunu ve bunların 400’den fazlası doğrulandığını ortaya koyuyor.

NASA’nın dört yıl süren ve 2013’te sona eren önceki Kepler misyonu, benzer yörünge dönemlerine sahip ancak daha sönük yıldızların yörüngesinde dönen üç ötegezegen buldu. Bir ötegezegenin atmosferi, ışığı ötegezegenin ince dış kabuğundan geçerken ev sahibi yıldızın spektrumundaki değişiklikler gözlemlenerek incelendiği için, buradaki TOI 904 gibi daha parlak bir yıldız, atmosferin özelliklerini karakterize eden değişiklikleri tanımlamak için daha iyi bir zemin tabanlı fırsat sağlar. su buharı, oksijen, ozon ve karbondioksit gibi kimyasal bileşim.

Bu çalışmada, dış gezegenler benzer büyüklüktedir (sırasıyla 2,5 ve 2,3 Dünya yarıçapı) ve yıldızlarının yörüngesinde 0,06 ve 0,31 au (astronomik birim, güneşten Dünya’ya ortalama mesafe) mesafelerde, nispeten geniş bir aralıkla yörüngededirler onların arasında.

Kepler, 25 günden daha uzun periyotlara karşılık gelen, 0,15 au’dan daha uzak mesafelerde yalnızca 30 kadar gezegen keşfetti. Dolayısıyla mevcut çalışma, bu tür ötegezegenlerin keşfedilmemiş bölgelerine bir pencere açacak ve gelecekteki çalışmalar için hedefler sunacaktır.

Kepler tarafından keşfedilen daha önceki üç ötegezegenin aksine, bu yıldız, (şu ana kadar) gezegen kütlelerini ve onların ortalama yoğunluklarını belirlemek için eşsiz bir fırsat sağlayacak kadar parlaktır. Böyle bir bilgi, bu sistemdeki her iki gezegenin bileşimini sınırlamaya başlayacaktır; benzer yoğunluklar, benzer oluşum geçmişlerine sahip olduklarını veya aynı yıldızın yörüngesinde dönerken farklı yollarla evrimleştiklerini gösterir.

Grup, b ve c gezegenlerinin geçiş sürelerindeki değişiklikleri araştırdı; bu, aynı yıldızın etrafında geçiş yapmayan dış gezegenlerin varlığına işaret edebilir, ancak sistemde ek gezegen olduğuna dair hiçbir kanıt bulamadı.

M cüce yıldızlarının etrafındaki dış gezegenler, bu tür yıldız nesnelerinin, özellikle de yıldızın yaşanabilir bölgesindekilerin uzun ömürleri nedeniyle özellikle ilgi çekicidir. Kırmızı cüceler olarak da adlandırılan M tipi cüce yıldızlar, çeşitli cüce yıldız türleri arasında en soğuk olanıdır ve Güneş’in yakınında ve muhtemelen tüm yıldızların %75’ini oluşturdukları Samanyolu galaksisinde kolaylıkla en yaygın yıldız türüdür. . Dünya’ya en yakın yıldız Proxima Centauri bir M cücesidir.

Bu yıldızların yarıçapları güneşin yarısından daha azdır ve yüzey sıcaklığı 2700 K ila 4000 K arasındadır (güneşin 5700 K’sına kıyasla). Bu, sıvı yüzey suyunun varlığını bildiğimiz şekliyle yaşamın mümkün olabileceği yaşanabilir bölgelerinin yıldıza yakın olduğu, tipik olarak yaklaşık 0,2 au (Dünya-güneş mesafesinin 1 au olduğu astronomik birimler) olduğu anlamına gelir.

TOI 904’ün yörüngesindeki ötegezegenlerin hiçbiri yıldızın yaşanabilir bölgesinde değil; “b” çok yakın (böylece su buharlaşacaktı) ve “c” çok uzak; yani eğer varsa oradaki su ve diğer bileşikler, donmuş olurdu.

Doktora sahibi Mallory Harris, “Bu iki gezegenin bileşimlerindeki farklılıklar ve benzerlikler, bize, ev sahibi yıldızlarının etrafında ne zaman ve nerede oluştuklarına dair bir fikir verebilir” dedi. Araştırmanın baş yazarı New Mexico Üniversitesi’nden aday. “Bu bize genel olarak M cüce yıldızlarının etrafında gezegenlerin nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi verebi

Bu yazı phys.org sitesinde yayınlanmıştır.