Artystyczna interpretacja różnych egzoplanet zamieszczona w nowym katalogu masowym NASA TESS-Keck Survey, największej jednorodnej analizie planet TESS opublikowanej dotychczas w ramach jakiegokolwiek przeglądu. Źródło: Obserwatorium WM Kecka/Adam Makarenko
W wyniku wspólnego międzynarodowego wysiłku powstał katalog zawierający szczegółowe informacje na temat 126 (120 potwierdzonych, 6 kandydatów) egzoplanet przy użyciu TESS i Obserwatorium Kecka, poszerzając wiedzę na temat ich różnorodnych typów i potencjału w zakresie gospodarzenia życia.
Międzynarodowy zespół naukowców, w którym uczestniczyli także astronomowie z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego (IfA), opublikował nowy katalog zawierający 120 potwierdzonych egzoplanet i sześć nowych kandydatów na egzoplanety. Odkrycia te dokonano przy użyciu NASAsatelita do badania tranzytowych egzoplanet (TESS), we współpracy z Obserwatorium WM Keck na Maunakea na Hawajach.
Dzięki Katalogowi Masowemu z przeglądu TESS-Keck astronomowie mają teraz nową bazę danych umożliwiającą eksplorację najnowszych światów odkrytych przez TESS, co toruje im drogę do bardziej szczegółowego badania ich właściwości i środowisk, szczególnie tych planet, na których może istnieć życie, jakie znamy .
Najnowsza część badania, w którym UH jest głównym partnerem, dostarcza tysięcy obserwacji prędkości radialnej (RV) – pomiaru odruchowego ruchu gwiazdy pod wpływem grawitacji krążącej wokół niej planety. Obserwacje te ujawniają fascynującą mieszankę typów planet poza naszym Układem Słonecznym, od rzadkich światów z ekstremalnymi środowiskami po takie, na których prawdopodobnie może istnieć życie.
Badanie zostało opublikowane w The Dziennik astrofizyczny Suplement.
Artystyczna interpretacja TOI-1798, układu planetarnego, w którym znajdują się dwie planety. Nowy katalog masowy przeglądu TESS-Keck pokazuje, że planeta zewnętrzna to podNeptun z okresem orbity wynoszącym osiem dni; wewnętrzna planeta to dziwna Super-Ziemia, która krąży tak blisko swojej gwiazdy, że rok na tym obcym świecie trwa tylko pół ziemskiego dnia. Źródło: Obserwatorium WM Kecka/Adam Makarenko
„Badanie TESS-Keck pokazuje bardzo ważną rolę obserwacji naziemnych w pogłębianiu naszej wiedzy o Wszechświecie, a w tym przypadku o planetach poza naszym układem” – powiedział Dan Huber, astronom współpracujący w IfA, który jest współautorem artykułu i jest współgłównym badaczem badania TESS-Keck Survey. „Teleskopy kosmiczne, takie jak TESS, mogą nam powiedzieć o rozmiarach planet, ale dalsze obserwacje, takie jak te uzyskane za pomocą Kecka, dostarczają pomiarów mas niezbędnych do dowiedzenia się, z czego te planety są zbudowane”.
Spostrzeżenia naziemne
Huber i inny astronom IfA, Fei Dai, oraz absolwentka IfA, Ashley Chontos, nawiązali współpracę z globalnym zespołem astronomów, aby opracować nowy egzoplaneta katalog, w którym zebrano dane planetarne TESS i przeanalizowano 9204 pomiary RV. Ponad połowa pomiarów została wykonana w ciągu 301 nocy obserwacyjnych przy użyciu spektrometru do polowań na planety Obserwatorium Keck.
Od planet wielkości Jowisza, przez planety wielkości Saturna, planety podobne do Neptuna, podNeptuna i skaliste światy podobne do Ziemi – artystyczna interpretacja przedstawia egzoplanety wykryte przez TESS, a następnie scharakteryzowane przez Obserwatorium WM Kecka i Obserwatorium Licka; wszystkie są opisane w nowo wydanym katalogu będącym częścią badania TESS-Keck. Źródło: Obserwatorium WM Kecka/Adam Makarenko
„Wyniki badania TESS-Keck Survey stanowią największy wkład w zrozumienie natury fizycznej i architektury systemów nowych planet odkrytych przez TESS” – powiedział Alex Polański, absolwent fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Kansas, który jest główny autor gazety. „Takie katalogi pomagają astronomom umieszczać poszczególne światy w kontekście reszty populacji egzoplanet”.
Zespół uzyskał także dodatkowe prędkości radialne, korzystając z automatycznego narzędzia do wyszukiwania planet w Obserwatorium Lick, znajdującego się w Obserwatorium Uniwersytetu Kalifornijskiego.
Po połączeniu wszystkich pojazdów RV udało im się obliczyć masy 120 potwierdzonych planet oraz sześciu planet kandydujących.
Odkrywanie obcych światów
Badanie TESS-Keck ujawniło ogromną różnorodność egzotycznych światów. Astronomowie z UH skupili się na planetach krążących wokół tak zwanych gwiazd podolbrzymów – przyszłych wersji Słońca. W artykule towarzyszącym Chontos, były absolwent IfA, a obecnie staż podoktorski w Princeton, przeprowadził największe jak dotąd jednorodne badanie takich planet.
Artystyczna interpretacja TOI-1824, układu gwiezdnego z egzoplanetą niezwykle gęstą jak na swoje rozmiary. Jest to jeden z najgęstszych podNeptunów sprofilowanych w nowo wydanym katalogu przeglądu TESS-Keck Survey. Źródło: Obserwatorium WM Kecka/Adam Makarenko
„Słońce ostatecznie rozszerzy się do gigantycznej gwiazdy po stopieniu całego wodoru w swoim jądrze” – powiedział Chontos. „Mamy pewne pomysły na to, co może przydarzyć się planetom w naszym Układzie Słonecznym, ale bezpośrednio obserwując te bardziej rozwinięte układy, możemy zacząć układać elementy układanki i powiązać obserwacje z teorią”.
Wyniki mogą pomóc przewidzieć przyszły los naszej planety, gdy Słońce spuchnie i prawdopodobnie pochłonie Ziemię. W szczególności badanie wypełnia lukę w stosunku do innych systemów, co do których wykazano, że w jakiś sposób przetrwały ten los lub obecnie są w trakcie pochłaniania.
Innym przykładem ekstremalnych światów jest Ryan Rubenzahl, student Dai i Caltech, który odkrył największą skalistą planetę, jaką kiedykolwiek znaleziono (TOI-1347 b). Ich prace sugerują, że planety o skalistej powierzchni, takie jak Ziemia, prawdopodobnie nie mogą mieć masy znacznie większej niż 10 razy większa od masy Ziemi. Większa planeta prawie na pewno zgromadziłaby grubą powłokę lżejszych gazów (takich jak wodór i hel) ze swojego powstającego dysku gazowego, tworząc w ten sposób planety bardziej podobne do lodowych lub gazowych gigantów w naszym Układzie Słonecznym.
Odniesienie: „Badanie TESS-Keck. XX. 15 nowych planet TESS i jednolita analiza RV wszystkich celów badania” Alexa S. Polańskiego, Jacka Lubina, Coreya Bearda, Josepha M. Akany Murphy’ego, Ryana Rubenzahla, Michelle L. Hill, Iana JM Crossfielda, Ashley Chontos, Paula Robertsona, Howard Isaacson, Stephen R. Kane, David R. Ciardi, Natalie M. Batalha, Courtney Dressing, Benjamin Fulton, Andrew W. Howard, Daniel Huber, Erik A. Petigura, Lauren M. Weiss, Isabel Angelo, Aida Behmard, Sarah Blunt , Casey L. Brinkman, Fei Dai, Paul A. Dalba, Tara Fetherolf, Steven Giacalone, Lea A. Hirsch, Rae Holcomb, Molly R. Kosiarek, Andrew W. Mayo, Mason G. MacDougall, Teo Močnik, Daria Pidhorodetska, Malena Rice, Lee J. Rosenthal, Nicholas Scarsdale, Emma V. Turtelboom, Dakotah Tyler, Judah Van Zandt, Samuel W. Yee, David R. Coria, Shannon D. Dulz, Joel D. Hartman, Aaron Householder, Sarah Lange, Andrew Langford , Emma M. Louden, Jared C. Siegel, Emily A. Gilbert, Erica J. Gonzales, Joshua E. Schlieder, Andrew W. Boyle, Jessie L. Christiansen, Catherine A. Clark, Rachel B. Fernandes, Michael B. Lund , Arjun B. Savel, Holden Gill, Charles Beichman, Rachel Matson, Elisabeth C. Matthews, E. Furlan, Steve B. Howell, Nicholas J. Scott, Mark E. Everett, John H. Livingston, Irina O. Ershova, Dmitry V. Cheryasov, Boris Safonov, Jorge Lillo-Box, David Barrado i María Morales-Calderón, 23 maja 2024 r., Seria suplementów do czasopisma Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4365/ad4484
