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
Przegląd NASA TESS-Keck Survey dostarcza szczegółowych informacji na temat masy i gęstości 126 planet.
Chociaż odkryto tysiące planet krążących wokół innych gwiazd, nasza wiedza na ich temat pozostaje ograniczona. A NASA katalog zawierający 126 nowo odkrytych egzotycznych światów zawiera szczegółowe pomiary, umożliwiające porównania z naszym własnym Układem Słonecznym.
Katalog szczegółowo opisuje fascynującą mieszankę typów planet poza naszym Układem Słonecznym, od rzadkich światów z ekstremalnymi środowiskami po takie, na których prawdopodobnie może istnieć życie.
Planety zostały przeanalizowane przez duży, międzynarodowy zespół naukowców korzystających z należącego do NASA satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) we współpracy z Obserwatorium WM Keck na Maunakea na Hawajach. Zostały one opisane w niedawnym wydaniu wydanie z The Dziennik astrofizyczny Suplement.
Odkrycia naukowe dotyczące masy i promienia egzoplanetarnej
„Stosunkowo niewiele spośród wcześniej znanych egzoplanet posiada pomiar zarówno masy, jak i promienia. Połączenie tych pomiarów mówi nam, z czego mogą być zbudowane planety i jak powstały” – powiedział Stephen Kane, astrofizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside i główny badacz badania TESS-Keck Survey.
„Dzięki tym informacjom możemy zacząć odpowiadać na pytania dotyczące miejsca naszego Układu Słonecznego na tle innych układów planetarnych” – powiedział Kane.
Zespół badawczy spędził trzy lata na opracowywaniu katalogu. Przeanalizowali ponad 13 000 pomiarów prędkości radialnej (RV), aby obliczyć masy 120 potwierdzonych planet oraz sześciu planet kandydujących, rozsianych po północnym niebie.
Artystyczna koncepcja 126 planet z najnowszego katalogu TESS-Keck Survey opiera się na danych obejmujących promień planety, masę, gęstość i temperaturę. Znaki zapytania oznaczają planety wymagające większej ilości danych do pełnej charakterystyki. Źródło: Obserwatorium WM Kecka/Adam Makarenko
Chociaż same planety nie są widoczne, wywierają widoczny wpływ. Podczas orbitowania planety przyciągają swoje gwiazdy macierzyste, powodując ich „kołysanie”. Kiedy gwiazda zbliża się do teleskopu, jej światło widzialne staje się nieco bardziej niebieskie; kiedy się od nas oddala, światło staje się nieco bardziej czerwone.
Przypomina to zachowanie dźwięku. Ze względu na efekt Dopplera syrena wozu strażackiego staje się wyższa, gdy podjeżdża bliżej, i cichsza, gdy odjeżdża.
Zrozumienie układów planetarnych poprzez prędkość radialną
„Te pomiary RV pozwalają astronomom wykrywać i poznawać właściwości tych układów egzoplanetarnych. Kiedy widzimy gwiazdę regularnie kołyszącą się tam i z powrotem, możemy wywnioskować obecność krążącej wokół niej planety i zmierzyć jej masę” – powiedział Ian Crossfield, astrofizyk i współautor katalogu z Uniwersytetu w Kansas.
Kilka planet w przeglądzie TESS-Keck wyróżnia się jako kamienie probiercze umożliwiające pogłębienie wiedzy astronomów na temat różnorodnych sposobów formowania się i ewolucji planet.
Powiązana ankieta papier autorstwa studentki UCR, Michelle Hill, ogłasza odkrycie dwóch nowych planet krążących wokół gwiazdy takiej jak nasze Słońce. Pierwsza z nich to „pod-Saturn” planeta o masie i promieniu mieszczącym się pomiędzy Neptun i Saturna.
„Toczy się debata na temat tego, czy planety pod Saturnem są naprawdę rzadkie, czy też po prostu nie jesteśmy w stanie znaleźć takich planet” – powiedział Hill. „Zatem ta planeta TOI-1386 b jest ważnym dodatkiem do tej grupy demograficznej planet.”
TOI-1386 b okrąża swoją gwiazdę w zaledwie 26 dni. Tymczasem jej sąsiadka, planeta o masie zbliżonej do Saturna, potrzebuje 227 dni, aby okrążyć tę samą gwiazdę.
Różne rozmiary i orbity planet
Kolejna praca ankietowa, której autorką jest absolwentka UCR Daria Pidhorodetska opisuje planeta mniej więcej o połowę mniejsza od Neptuna, której okrążenie swojej gwiazdy, która jest bardzo podobna do naszego Słońca, zajmuje zaledwie 19 dni.
„Planety mniejsze od Neptuna, ale większe od Ziemi, to najpowszechniejsze światy w naszej galaktyce, a mimo to nie ma ich w naszym Układzie Słonecznym. Za każdym razem, gdy odkrywany jest nowy, przypomina nam się, jak różnorodny jest nasz Wszechświat i że nasze istnienie w kosmosie może być bardziej wyjątkowe, niż możemy to zrozumieć” – powiedziała Pidhorodetska.
Istnieje wiele gwiazd, które nie są podobne do naszego Słońca. Jeśli naukowcy chcą dokonać trafnych porównań między naszym światem a innymi światami, muszą znaleźć gwiazdy o podobnym wieku, rozmiarze i masie. „Wtedy będziemy mogli porównać jabłka z jabłkami” – powiedział Kane. „To ekscytująca część artykułów przygotowanych przez Michelle i Darię, ponieważ na to pozwalają”.
W katalogu szczegółowo opisano także planety o jeszcze bardziej ekstremalnych, ultrakrótkich orbitach wokół gwiazd, w przeciwieństwie do naszego Słońca. Jedna z nich znajduje się tak blisko swojego pomarańczowego karła, że okrąża ją w niecałe 12 godzin.
„TOI-1798 c okrąża swoją gwiazdę tak szybko, że rok na tej planecie trwa krócej niż pół dnia na Ziemi. Ze względu na bliskość gwiazd macierzystych planety takie jak ta są również bardzo gorące – otrzymują ponad 3000 razy więcej promieniowania niż Ziemia otrzymuje od Słońca” – powiedział Alex Polanski, absolwent fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Kansas oraz główny autor książki papier katalogowy.
„Istnienie w tak ekstremalnym środowisku oznacza, że planeta prawdopodobnie utraciła całą atmosferę, którą pierwotnie utworzyła” – powiedział Polański.
Ostatecznie ten nowy katalog stanowi istotny wkład zarówno w misję TESS NASA, jak i w odpowiedź na pytanie, czy inne planety są w stanie pomieścić życie, jakie znamy.
„Czy jesteśmy wyjątkowi? Jury wciąż nie rozstrzygnęło tej kwestii, ale nasz nowy katalog masowy stanowi ważny krok w kierunku odpowiedzi na to pytanie” – powiedział Kane.
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
