Sanatçının kırmızı bir cücenin yörüngesinde dönen gezegen izlenimi. Kredi bilgileri: Mark Garlick
liderliğindeki Bern Üniversitesi, uluslararası bir araştırma ekibi bir alt keşfettiNeptün ötegezegen bir kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde. Keşif, Meksika’daki SAINT-EX gözlemevi tarafından gerçekleştirilen gözlemler sayesinde de yapıldı. SAINT-EX, Bern Üniversitesi’ndeki Uzay ve Yaşanabilirlik Merkezi (CSH) ve Ulusal Araştırma Yetkinlik Merkezi NCCR PlanetS’i içeren bir konsorsiyum tarafından yürütülmektedir.
“Kırmızı cüceler” küçük yıldızlardır ve bu nedenle Güneşimizden çok daha soğuktur. Bunun gibi yıldızların etrafında, yıldıza güneş sistemimizden çok daha yakın gezegenlerde sıvı su olması mümkündür. Bir ötegezegen ile yıldızı arasındaki mesafe, tespit edilmesinde çok önemli bir faktördür: Bir gezegen ev sahibi yıldıza ne kadar yakınsa, tespit edilme olasılığı o kadar yüksek olur.
Dergide yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Astronomi ve AstrofizikBern Üniversitesi Uzay ve Yaşanabilirlik Merkezi CSH’den Dr. Nicole Schanche liderliğindeki araştırmacılar, yakındaki bir kırmızı cücenin yörüngesinde dönen TOI-2257 b ötegezegeninin keşfini bildirdiler. Nicole Schanche aynı zamanda Bern Üniversitesi’nin Cenevre Üniversitesi ile birlikte yürüttüğü Araştırma Gezegenlerinde Ulusal Yeterlilik Merkezi’nin de bir üyesidir.
Çözümün bir parçası özel bir teleskop
Güneş sistemimizden çok uzakta olan ötegezegenler bir teleskopla doğrudan gözlemlenemez – çok küçüktürler ve çok az ışık yansıtırlar. Ancak, bu tür gezegenleri tespit etmenin bir yolu geçiş yöntemidir. Bu, gezegenler yıldızın önünden geçtiğinde meydana gelen yıldızın parlaklığındaki düşüşleri aramak için teleskopların kullanılmasını içerir. Yıldızın parlaklığındaki düşüşlerin tekrarlanan gözlemleri, gezegenin yıldızın etrafındaki yörünge periyodunun kesin ölçümlerini verir ve geçişin derinliği, araştırmacıların gezegenin çapını belirlemesine olanak tanır. Radyal hız ölçümlerini kullanmak gibi diğer yöntemlerden elde edilen gezegen kütlesi tahminleriyle birleştirildiğinde, gezegen yoğunluğu hesaplanabilir.
Planet TOI-2257 b, başlangıçta NASATransit Exoplanet Araştırma Uydusu TESS uzay teleskobu. Küçük yıldız toplam dört ay boyunca gözlemlendi, ancak gözlemler arasındaki boşluklar, parlaklıktaki düşüşün yörüngesi 176, 88, 59, 44 veya 35 gün.
SAINT-EX Gözlemevi, Meksika merkezli 1 metrelik bir teleskopa ev sahipliği yapan tamamen robotik bir tesistir. Kredi: Astronomi Enstitüsü, UNAM / E. Cadena
Yıldızın Las Cumbres Gözlemevi Küresel Teleskopu ile gözlemlenmesi, daha sonra 59 günlük yörünge periyoduna sahip bir gezegenin parlaklıktaki düşüşe neden olma olasılığını ortadan kaldırdı. Nicole Schanche, “Sonra, 35 günlük yörünge döneminin mümkün olup olmadığını öğrenmek istedik” diye açıklıyor.
CSH ve NCCR PlanetS tarafından ortaklaşa yürütülen Meksika merkezli SAINT-EX teleskopu, kırmızı cüceleri ve onların gezegenlerini daha detaylı incelemek için amaca uygun olarak inşa edilmiştir. SAINT-EX, Transit Exoplanet’in Search And karakterizasyonu anlamına gelen bir kısaltmadır. Proje, ünlü yazar, şair ve havacı Antoine de Saint-Exupéry’nin (Saint-Ex) onuruna verildi. SAINT-EX, TOI-2257 b’nin kısmi geçişini gözlemledi ve ötegezegenin yıldızının etrafındaki tam yörünge periyodunu, 35 gün olduğunu doğrulayabildi. Veri işlemede yer alan CSH’den ortak yazar Robert Wells, “35 gün sonra SAINT-EX tüm geçişi gözlemleyebildi, bu da bize sistemin özellikleri hakkında daha fazla bilgi verdi” diyor.
Düzensiz yörüngeye sahip ılıman bir gezegen
35 günlük yörünge periyodu ile TOI-2257 b, gezegende sıvı suyun mümkün olduğu bir mesafede ev sahibi yıldızın yörüngesinde dolanır ve bu nedenle yaşamın ortaya çıkması için uygun koşullar mevcut olabilir. Küçük bir kırmızı cüce yıldızın yakınındaki bu sözde “yaşanabilir bölge”deki gezegenler, daha kısa yörünge periyotlarına sahip oldukları ve dolayısıyla daha sık gözlemlenebildikleri için incelenmesi daha kolaydır. TOI-2257 b’nin yarıçapı (Dünya’nınkinden 2,2 kat daha büyük), gezegenin oldukça gazlı olduğunu ve yüksek atmosferik basıncın yaşama elverişli olmadığını gösteriyor.
TESS, tpfplotter aracılığıyla oluşturulan TOI-2257’yi gözlemleyen Sektör 14, 20, 21 ve 26’nın piksel dosyalarını hedef alır (Aller ve diğerleri 2020). SPOC boru hattı tarafından fotometriyi çıkarmak için kullanılan delikler kırmızı gölgeli bölgeler olarak gösterilmektedir. Gaia DR2 kataloğu (Gaia Collaboration 2018), kırmızı dairelerle gösterilen TOI-2257’nin aksine 6 kadir büyüklüğe kadar tüm kaynaklarla aşırı çizilmiştir. Sembol boyutunun, büyüklük kontrastıyla ölçeklendiğini not ediyoruz. Yıldız nispeten izole olsa da, toplam akışın %2-5’i arasında değişen, dış kaynaklardan gelen az miktarda kirlilik vardır. Kredi: DOI: 10.1051/0004-6361/202142280
Nicole Schanche, “TOI-2257 b’nin dairesel, eş merkezli bir yörüngeye sahip olmadığını bulduk” diye açıklıyor. Aslında, şimdiye kadar keşfedilen havalı bir yıldızın yörüngesinde dönen en eksantrik gezegendir. Nicole Schanche, “Potansiyel yaşanabilirlik açısından bu kötü bir haber,” diye devam ediyor. “Gezegenin ortalama sıcaklığı rahat olsa da, gezegenin yörüngesinin neresinde olduğuna, yıldıza uzak veya yakın olmasına bağlı olarak -80°C ile yaklaşık 100°C arasında değişir.” Bu şaşırtıcı yörünge için olası bir açıklama, sistemin daha ilerisinde dev bir gezegenin gizlendiği ve TOI 2257 b’nin yörüngesini bozduğudur. Yıldızın radyal hızını ölçen daha fazla gözlem, eksantrikliği doğrulamaya ve geçiş sırasında gözlemlenemeyen olası ek gezegenleri aramaya yardımcı olacaktır.
JWST ile gözlem için aday
25 Aralık’ta başarıyla fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu (JWST), ötegezegen atmosferlerine yönelik araştırmalarda devrim yaratacak. JWST ile gözlemler için iyi adaylara öncelik vermek amacıyla, farklı sistem özelliklerini oranlayan bir transmisyon spektroskopisi metriği (TSM) geliştirilmiştir. TOI-2257 b, TSM’ye göre iyi bir konumdadır ve daha fazla gözlem için en çekici Neptün-altı hedeflerinden biridir. Nicole Schanche, “Özellikle, gezegen, atmosferdeki su buharı gibi özelliklerin işaretleri açısından incelenebilir,” diye bitiriyor.
Referans: N. Schanche, FJ Pozuelos, MN Günther, RD Wells, AJ Burgasser, P. Chinchilla, L. Delrez, E. Ducrot, LJ Garcia, Y. Gómez Maqueo Chew, E. Jofré, BV Rackham, D. Sebastian, KG Stassun, D. Stern, M. Timmermans, K. Barkaoui, A. Belinski, Z. Benkhaldoun, W. Benz, A Bieryla, F. Bouchy, A. Burdanov, D. Charbonneau, JL Christiansen, KA Collins, B.-O. Demory, M. Dévora-Pajares, J. de Wit, D. Dragomir, G. Dransfield, E. Furlan, M. Ghachoui, M. Gillon, C. Gnilka, MA Gómez-Muñoz, N. Guerrero, M. Harris, K. Heng, CE Henze, K. Hesse, SB Howell, E. Jehin, J. Jenkins, ELN Jensen, M. Kunimoto, DW Latham, K. Lester, KK McLeod, I. Mireles, CA Murray, P. Niraula, PP Pedersen, D. Queloz, EV Quintana, G. Ricker, A. Rudat, L. Sabin, B. Safonov, U. Schroffenegger, N. Scott, S. Seager, I. Strakhov, AHMJ Triaud, R. Vanderspek, M Vezie ve J. Winn, 7 Ocak 2022, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202142280