Пятница, 23 февраля, 2024
ДомойКосмосЭволюция экзопланеты раскрыта в далекой Солнечной системе

Эволюция экзопланеты раскрыта в далекой Солнечной системе

- Advertisement -

Забавная версия системы TOI-1136, если бы каждое тело в системе было уткой или утенком. Фото: Рэй Холкомб/UCI

Исследователи представили Солнечную систему, содержащую до семи экзопланет вокруг TOI-1136, используя передовые методы для точных измерений их характеристик, которые могут существенно повлиять на теории формирования планет.

Недавно открытая Солнечная система с шестью подтвержденными экзопланетами и возможной седьмой расширяет знания астрономов о формировании и эволюции планет. Опираясь на охватывающий весь мир арсенал обсерваторий и инструментов, команда под руководством исследователей из Калифорнийского университета в Ирвине провела наиболее точные измерения масс экзопланет, орбитальных свойств и характеристик атмосферы.

В статье, опубликованной 29 января в Астрономический журналисследователи делятся результатами Тэсс— Обзор Кека, содержащий подробное описание экзопланет, вращающихся вокруг TOI-1136, карликовой звезды в Млечный Путь галактика на расстоянии более 270 световых лет от Земли. Исследование является продолжением первоначального наблюдения звезды и экзопланет, проведенного командой в 2019 году с использованием данных космического телескопа. НАСАТранзитный спутник исследования экзопланет (TESS). Этот проект предоставил первую оценку масс экзопланет путем отслеживания изменений времени прохождения, что является мерой гравитационного притяжения, которое вращающиеся вокруг планеты планеты оказывают друг на друга.

Передовые методы анализа экзопланет

Для самого последнего исследования исследователи объединили данные TTV с анализом лучевых скоростей звезды. Используя телескоп Automated Planet Finder в Ликской обсерватории на горе Гамильтон в Калифорнии и Эшелле-спектрометр высокого разрешения в обсерватории У.М. Кека на гавайском острове Мауна-Кеа, они смогли обнаружить небольшие изменения в движении звезд посредством красного и синего смещения эффекта Доплера, который помог им определить массу планет с беспрецедентной точностью.

Чтобы получить столь точную информацию о планетах этой солнечной системы, команда построила компьютерные модели, используя сотни измерений лучевой скорости, наложенных на данные TTV. Ведущий автор Кори Бирд, доктор философии UCI. Кандидат физических наук сказал, что объединение этих двух типов показаний дало больше знаний о системе, чем когда-либо прежде.

«Это заняло много проб и ошибок, но мы были очень довольны нашими результатами после разработки одной из самых сложных моделей планетной системы в мире. экзопланета литературы на сегодняшний день», — сказал Бирд.

Идеи и направления будущих исследований

По словам соавтора Пола Робертсона, доцента кафедры физики и астрономии UCI, большое количество планет является одним из факторов, который вдохновил астрономическую команду на проведение дальнейших исследований.

«Мы считали TOI-1136 очень выгодным с исследовательской точки зрения, потому что, когда в системе есть несколько экзопланет, мы можем контролировать эффекты эволюции планеты, которые зависят от родительской звезды, и это помогает нам сосредоточиться на отдельных физических механизмах, которые привели к чтобы эти планеты обладали теми свойствами, которые они имеют», — сказал он.

Робертсон добавил, что когда астрономы пытаются сравнивать планеты в разных солнечных системах, существует множество переменных, которые могут различаться в зависимости от различных свойств звезд и их местоположения в разных частях галактики. Он сказал, что изучение экзопланет в той же системе позволяет изучать планеты, пережившие аналогичную историю.

Художественная визуализация системы ТОИ-1136 и ее молодой звезды. Фото: Рэй Холкомб/Пол Робертсон/UCI

По звездным меркам TOI-1136 молод, ему всего 700 миллионов лет, и это еще одна особенность, привлекающая охотников за экзопланетами. Робертсон сказал, что с юными звездами «трудно и особенно» работать, потому что они очень активны. Магнетизм, солнечные пятна и солнечные вспышки более распространены и интенсивны на этой стадии развития звезды, а возникающее в результате излучение взрывает и формирует планеты, влияя на их атмосферу.

Подтвержденные экзопланеты TOI-1136, от TOI-1136 b до TOI-1136 g, эксперты относят к категории «субнептунов». Робертсон сказал, что самый маленький из них более чем в два раза превышает радиус Земли, а другие — в четыре раза больше радиуса Земли, что сопоставимо с размерами Уран и Нептун.

Согласно исследованию, все эти планеты вращаются вокруг TOI-1136 менее чем за 88 дней, которые нужны Меркурию, чтобы сделать оборот вокруг Солнца Земли. «Мы упаковываем всю Солнечную систему в область вокруг звезды, настолько маленькую, что вся наша планетная система окажется за ее пределами», — сказал Робертсон.

«Для нас это странные планеты, потому что в нашей Солнечной системе нет ничего похожего на них», — сказала соавтор Рэй Холкомб, доктор философии UCI. кандидат физ. «Но чем больше мы изучаем другие планетные системы, тем больше кажется, что они могут быть самым распространенным типом планет в галактике».

Еще одним странным компонентом этой солнечной системы является возможное, но неподтвержденное присутствие седьмой планеты. Исследователи обнаружили некоторые свидетельства существования еще одной резонансной силы в системе. Робертсон объяснил, что когда планеты вращаются близко друг к другу, они могут притягиваться друг к другу гравитацией.

«Когда вы слышите аккорд, сыгранный на фортепиано, и он звучит хорошо для вас, это потому, что между нотами, которые вы слышите, есть резонанс или даже интервал», — сказал он. «Периоды обращения этих планет расположены одинаково. Когда экзопланеты находятся в резонансе, буксиры каждый раз движутся в одном и том же направлении. Это может иметь дестабилизирующий эффект, а в особых случаях может привести к изменению орбит. более стабильный.»

Робертсон отметил, что исследование не только не ответило на все вопросы его команды об экзопланетах в этой системе, но и заставило исследователей стремиться получить дополнительные знания, особенно о составе планетных атмосфер. К этому направлению исследования лучше всего подойти с помощью передовых спектроскопических возможностей НАСА. Космический телескоп Джеймса Уэббаон сказал.

«Я горжусь тем, что и Ликская обсерватория УКО, и обсерватория Кека были вовлечены в определение характеристик действительно важной системы», — сказал Мэтью Шетрон, заместитель директора обсерваторий Калифорнийского университета. «Наличие такого количества планет среднего размера в одной системе действительно позволяет нам тестировать сценарии формирования. Мне очень хочется узнать больше об этих планетах! Можем ли мы найти мир расплавленных камней, водный мир и ледяной мир в одной солнечной системе? Это почти похоже на научную фантастику».

Дополнительную информацию об этом исследовании см. в разделе «Экзопланеты, обнаруженные вокруг новой звезды, раскрывают тайны формирования планет».

Ссылка: «Исследование TESS-Keck. XVII. Точные измерения массы в молодой системе транзитных планет с высокой множественностью с использованием лучевых скоростей и изменений времени прохождения» Кори Бирд, Пол Робертсон, Фей Дай, Рэй Холкомб, Джек Любин, Джозеф М. Акана Мерфи, Натали М. Баталья, Сара Блант , Йен Кроссфилд, Кортни Дрессинг, Бенджамин Фултон, Эндрю В. Ховард, Дэн Хубер, Ховард Айзексон, Стивен Р. Кейн, Гжегож Новак, Эрик А. Петигура, Арпита Рой, Райан А. Рубензал, Лорен М. Вайс, Рафаэль Баррена, Аида Бехмард, Кейси Л. Бринкман, Илария Карлео, Эшли Чонтос, Пол А. Далба, Тара Фетерольф, Стивен Джакалоне, Мишель Л. Хилл, Кие Каваучи, Джудит Корт, Рафаэль Люке, Мейсон Дж. МакДугалл, Эндрю В. Мэйо, Тео Мочник , Джузеппе Морелло, Фелипе Мургас, Жауме Орелл-Мигель, Энрик Палле, Алекс С. Полански, Малена Райс, Николас Скарсдейл, Дакота Тайлер и Джуда Ван Зандт, 29 января 2024 г., Астрономический журнал.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad1330

В этом исследовании к Робертсону и Бирду присоединились исследователи из Испанского астрофизического института Канарских островов; Калифорнийский технологический институт; Швеции Технологический университет Чалмерса; Университет Джонса Хопкинса в Мэриленде; Испанский университет Ла-Лагуна; Шведский Лундский университет; Польский университет Николая Коперника; Нью-Джерси Университет Принстон; Японский университет Рицумейкан; Калифорнийский институт SETI; Научный институт космического телескопа Мэриленда; Калифорнийский университет в Санта-Крузе; тот Калифорнийский университет, Беркли; Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе; Калифорнийский университет в Риверсайде; Гавайский университет; тот Чикагский университет; Университет Канзаса; Университет Нотр-Дам в Индиане; Австралийский университет Южного Квинсленда; и Коннектикут Йельский университет. Финансирование было предоставлено Фондом В.М. Кека, НАСА и Национальным научным фондом.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме