Bu çizim, TOI-2180 b adlı Jüpiter benzeri bir ötegezegeni göstermektedir. NASA’nın Transit Exoplanet Survey Satellite’den alınan verilerde keşfedildi. Kredi: NASA/JPL-Caltech/R. Acıtmak
Washington, Bellevue’den Tom Jacobs, hazine avlarını sever. 2010’dan bu yana, eski ABD deniz subayı, ilgilenen herkesin – “vatandaş bilim adamları” – incelemesine izin veren çevrimiçi gönüllü projelerine katıldı. NASA Güneş sistemimizin ötesindeki gezegenlerin, ötegezegenlerin işaretleri için teleskop verileri.
Şimdi, Jacobs, Güneş ile aynı kütleye sahip bir yıldızın yörüngesinde dönen, Dünya’dan yaklaşık 379 ışıkyılı uzaklıkta dev bir gazlı gezegenin keşfedilmesine yardımcı oldu. bu Jüpiter-boyutlu gezegen, astronomlar için özeldir çünkü 261 günlük yılı, güneş sistemimiz dışındaki bilinen birçok gaz deviyle karşılaştırıldığında uzundur. Sonuç aynı zamanda gezegenin yıldızından biraz daha uzakta olduğunu gösteriyor. Venüs Güneş’tendir. Bulgu şurada yayınlandı: Astronomi Dergisi ve 13 Ocak’ta bir Amerikan Astronomi Topluluğu sanal basın etkinliğinde sunuldu.
Bu gezegeni ortaya çıkarmak ve büyüklüğünü ve kütlesini saptamak, profesyonel gökbilimciler ve Jacobs gibi yurttaş bilim adamları arasında büyük bir işbirliği gerektiriyordu. Riverside’daki California Üniversitesi’nden astronom Paul Dalba, gezegeni takip etmek için “küresel bir birleşme çabası içindeydiler, çünkü hepimizin bu belirli gezegeni göz önünde bulundurmak için hep birlikte peşinden gitmemiz gerekiyor” dedi. Araştırma.
Jacobs, “TOI-2180 b’yi keşfetmek ve yayınlamak, profesyonel astronomların ve deneyimli vatandaş bilim adamlarının birlikte başarılı bir şekilde çalışabileceğini gösteren büyük bir grup çalışmasıydı.” Dedi. “En iyi şekilde sinerji.”
keşif nasıl oldu
Yeni keşfedilen gezegenin imzası, NASA’nın Transit Exoplanet Survey Satellite’den gelen verilerde saklanıyordu veya TESS. Bilim adamları, TESS verilerini kullanarak, yakındaki yıldızların parlaklığında, yörüngedeki gezegenlerin varlığını gösterebilecek değişiklikleri ararlar.
Jacobs, yeni gezegenler aramak için bir yıldızın parlaklığındaki değişimi gösteren TESS verilerinin planlarına bakan bir grup vatandaş bilim insanının bir parçasıdır. Profesyonel gökbilimciler, yıldızlardan gelen on binlerce veri noktasını otomatik olarak taramak için algoritmalar kullanırken, bu vatandaş bilim adamları, teleskop verilerini gözle incelemek için Alan R. Schmitt tarafından oluşturulan LcTools adlı bir program kullanıyor. Bu nedenle Jacobs’ın birkaç vatandaş bilim insanı ve iki deneyimli gökbilimciden oluşan grubu kendilerine Görsel Araştırma Grubu adını veriyor. Birçoğu, NASA’nın Kepler uzay aracından gelen verilere odaklanan Zooniverse aracılığıyla NASA tarafından finanse edilen bir vatandaş bilim projesi olan Planet Hunters üzerinde çalışırken tanıştı.
1 Şubat 2020’de Jacobs, TOI-2180’den gelen yıldız ışığının yüzde yarımdan daha az karardığını ve ardından 24 saatlik bir süre içinde önceki parlaklık seviyesine döndüğünü gösteren bir arsa fark etti. bizim açımızdan yıldızın önünden geçerken “geçiş” denir. Bilim adamları, gezegen geçerken kararan ışık miktarını ölçerek, gezegenin ne kadar büyük olduğunu ve diğer ölçümlerle birlikte yoğunluğunu tahmin edebilirler. Ancak bir geçiş ancak bir yıldız ve gezegeni onları arayan teleskoplarla hizalandığında görülebilir.
Hawaii’deki Haleakalā Yüksek İrtifa Gözlemevi Alanında, ötegezegenleri aramak için profesyonel bilim adamlarıyla işbirliği yapan bir vatandaş bilim adamı olan Tom Jacobs. Kredi bilgileri: Tom Jacobs
Zaman içinde yıldız ışığını gösteren bir grafiğe “ışık eğrisi” denir. Görsel Araştırma Grubu, iki profesyonel bilim insanı işbirlikçisi – California Üniversitesi, Riverside’dan Paul Dalba ve New Mexico Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Diana Dragomir, bu ışık eğrisinin potansiyel olarak ilginç olduğu konusunda uyardı.
Dragomir, “Bu yeni keşifle, TESS gözlemlerinden çıkarabileceğimiz gezegen türlerinin sınırlarını da zorluyoruz.” Dedi. “TESS, bu tür uzun yörüngeli ötegezegenleri bulmak için özel olarak tasarlanmamıştı, ancak ekibimiz, vatandaş bilim adamlarının yardımıyla yine de bu nadir mücevherleri kazıyor.”
Profesyonel gökbilimciler tarafından kullanılan bilgisayar algoritmaları, tek bir yıldızdan çoklu geçiş olaylarını tanımlayarak gezegenleri aramak için tasarlanmıştır. Bu nedenle, vatandaş bilim adamlarının görsel incelemesi, yalnızca bir geçiş mevcut olduğunda çok faydalıdır. Bu, bu veri kümesindeki TOI-2180 b yıldız karartmasının tek örneği olduğundan, buna “tek geçiş olayı” denir.
Dalba, “Yaptıkları manuel çaba gerçekten önemli ve gerçekten etkileyici, çünkü bir milyon ışık eğrisinden geçebilen ve tek geçiş olaylarını güvenilir bir şekilde tanımlayabilen kod yazmak gerçekten zor” dedi. “Bu, insanların hala kodu yendiği bir alandır.”
Ancak ekip, yıldız ışığındaki kısa süreli düşüş için diğer açıklamaları nasıl dışlayabilir? Bir gezegen bulduklarından emin olabilirler mi? Takip gözlemlerine ihtiyaçları olacak.
Neyse ki Dalba, Kaliforniya’daki Lick Gözlemevi’nde Otomatik Gezegen Bulucu Teleskopu işe almayı başardı. “Bu teleskopu, yıldızın yalpasını ölçmek için kullanıyorum ve daha sonra bu gezegenin ne kadar büyük olduğunu belirlemek için kullanıyorum, eğer bir gezegen ise” dedi. Araştırma ekibi ayrıca, Lick Gözlemevi orman yangınları tarafından tehdit edildiğinde bu ölçümlerin bazılarını yapmak için Hawaii’deki WM Keck Gözlemevi’ndeki Keck I teleskopunu da kullandı.
500 güne yayılan 27 saatlik gözlemlerle Dalba ve meslektaşları, gezegenin yıldız üzerindeki yerçekimsel çekişini gözlemlediler ve bu da gezegenin kütlesini hesaplamalarına ve yörüngesi için çeşitli olasılıkları tahmin etmelerine olanak sağladı. Yine de, yörüngeyi doğrulamak için geri döndüğünde gezegenin geçişini gözlemlemek istediler. Ne yazık ki ikinci bir geçiş olayı bulmak zor olacaktı çünkü gezegenin yıldızının önünden tekrar ne zaman geçeceği konusunda çok fazla belirsizlik vardı.
Dalba, Ağustos 2020’de üç kıtada 14 bölgede teleskop kullanan hem profesyonel astronomların hem de vatandaş bilim adamlarının dahil olduğu bir gözlem kampanyası düzenledi ve bir gözlem kampanyası düzenledi. Kampanyayı desteklemek için Dalba, Kaliforniya’daki Joshua Tree Ulusal Parkı’nda beş gece kamp kurdu ve transit geçişi aradı. iki taşınabilir amatör teleskop. İşbirliği çabası, 11 gün boyunca 55 veri kümesi sağladı.
Sonuç olarak, bu teleskopların hiçbiri gezegeni güvenle tespit edemedi. Yine de bu zaman diliminde net bir tespit yapılmaması, yörüngenin ne kadar uzun olabileceği konusunda bir sınır koyarak yaklaşık 261 günlük bir süreye işaret ediyor. Bu tahmini kullanarak, TESS’in gezegenin Şubat 2022’de yıldızından tekrar geçişini göreceğini tahmin ediyorlar.
gezegen hakkında
TOI-2180 b, Jüpiter’den neredeyse üç kat daha büyük ama aynı çapa sahip, yani Jüpiter’den daha yoğun. Bu, bilim adamlarının Jüpiter’den farklı bir şekilde oluşup oluşmadığını merak etmelerine neden oldu.
Gezegenin oluşumuyla ilgili bir başka ipucu da içinde ne olduğu olabilir. Bilgisayar modelleri aracılığıyla, yeni gezegenin 105 Dünya kütlesi değerinde hidrojen ve helyumdan daha ağır elementlere sahip olabileceğini belirlediler. Dalba, “Bu çok fazla” diyor. “Bu, Jüpiter’in içinde olduğundan şüphelendiğimiz şeyden daha fazlası.”
Gökbilimcilerin hala orada bulunan gezegenlerin çeşitliliği hakkında öğrenecekleri çok şey var. Yaklaşık 4.800 ötegezegen doğrulandı, ancak galaksimizde milyarlarca gezegen olduğu düşünülüyor. Yeni bulgu, dev gezegenler arasında bazılarının diğerlerinden çok daha fazla ağır elemente sahip olduğunu gösteriyor.
Güneş sistemimizde devasa Jüpiter her 12 yılda bir Güneş’in etrafında döner; için Satürn, bir “yıl” 29 yıldır. Dünya ile Güneş arasında TOI-2180 b gibi dev gezegenlerimiz yok. Ancak güneş sisteminin dışında, gökbilimciler Jüpiter’den bile daha büyük ve yıldızlarına çok daha yakın yörüngede dönen düzinelerce ötegezegen buldular, hatta Merkür’ün yörüngesinden bile daha yakın.
Yaklaşık 170 derecelik bir ortalama sıcaklık ile Fahrenhayt, TOI-2180 b, Dünya’daki oda sıcaklığından ve Jüpiter ve Satürn dahil olmak üzere güneş sistemimizin dış gezegenlerinden daha sıcaktır. Ancak, gökbilimcilerin diğer yıldızların yörüngesinde dönen buldukları geçiş yapan dev ötegezegenler dizisiyle karşılaştırıldığında, TOI-2180 b anormal derecede soğuk.
Dalba, “Bulduğumuz çoğu dev ötegezegen ve ardından gerçekten soğuk Jüpiter ve Satürn arasında güzel bir basamak taşı,” dedi.
Sıradaki ne
Şubat ayında TESS yıldızı tekrar gözlemlediğinde, Dalba ve yurttaş bilim adamları verileri almak ve tekrar dalmak için can atıyorlar. Gezegenin imzasını bulurlarsa, 261 günlük süreyi doğrularlarsa, bu, küresellerinden gelen verilere daha fazla anlam kazandıracaktır. 2020’de bulmak için kampanya.
NASA’nın 25 Aralık’ta fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu, bu gezegeni ve atmosferini potansiyel olarak gözlemleyebilir. Ancak Dalba’nın Webb’in yetenekleri konusunda heyecan duymasının başka bir nedeni daha var. Jüpiter’in kendi güneş sistemimizde halkaları ve ayları olduğu göz önüne alındığında, Webb, TOI-2180 b’nin yörüngesindeki küçük nesnelerin varlığını araştırmak için kullanılabilir.
Şimdiye kadar, güneş sistemimizin dışında kesin olarak hiçbir halka veya ay bulunmadı, ancak bunun bir nedeni, yerçekimi bu tür nesneleri uzaklaştırabilecek birçok ötegezegenin yıldızlarına çok yakın bulunması olabilir. Ev sahibi yıldızından daha uzakta bulunan TOI-2180 b, böyle bir arama için ilginç bir fırsat sunabilir. Dalba, “Bunun gelecekte bunun için eğlenceli bir sistem olduğunu düşünüyorum” dedi.
Vatandaş bilim adamı Jacobs, gezegen avcılığı hobisinin peşinden gitmediği zamanlarda, engellilerin kendi topluluklarında iş bulmalarına yardımcı olan kar amacı gütmeyen kuruluşlarla çalışıyor.
Jacobs, Görsel Anket Grubu üyelerinin “her gün, saf neşe ve bilimi ilerletme ilgisinden dolayı verileri araştırmak için birçok saat ayırdığını” söyledi. Ekip, toplu olarak, bir yıldızın önünden geçen güneş sisteminin dışında geçiş yapan “exocomets” veya kuyruklu yıldızların keşfi de dahil olmak üzere 68’den fazla hakemli bilim makalesinin ortak yazarlığını yaptı.
Jacobs, “Bilime katkıda bulunmayı seviyoruz” dedi. “Ve daha önce hiçbir insan tarafından görülmeyen yeni keşfedilmemiş bir bölgede olduğunu bilerek bu tür araştırmaları seviyorum.”
Referans: “TESS-Keck Anketi. VIII. Otomatik Gezegen Bulucu Teleskopu ile Eksantrik 261 Günlük Yörüngede Geçiş Yapan Dev Bir Gezegenin Doğrulanması” Paul A. Dalba, Stephen R. Kane, Diana Dragomir, Steven Villanueva Jr., Karen A. Collins, Thomas Lee Jacobs, Daryll M. LaCourse, Robert Gagliano, Martti H. Kristiansen, Mark Omohundro, Hans M. Schwengeler, Ivan A. Terentev, Andrew Vanderburg, Benjamin Fulton, Howard Isaacson, Judah Van Zandt, Andrew W. Howard, Daniel P. Thorngren, Steve B. Howell , Natalie M. Batalha, Ashley Chontos, Ian JM Crossfield, Courtney D. Dressing, Daniel Huber, Erik A. Petigura, Paul Robertson, Arpita Roy, Lauren M. Weiss, Aida Behmard, Corey Beard, Casey L. Brinkman, Steven Giacalone , Michelle L. Hill, Jack Lubin, Andrew W. Mayo, Teo Mocnik, Joseph M. Akana Murphy, Alex S. Polanski, Malena Rice, Lee J. Rosenthal, Ryan A. Rubenzahl, Nicholas Scarsdale, Emma V. Turtelboom, Dakotah Tyler, Paul Benni, Pat Boyce, Thomas M. Esposito, E. Girardin, Didier Laloum, Pablo Lewin, Christopher R. Mann, Fran ck Marchis, Richard P. Schwarz, Gregor Srdoc, Jana Steuer, Thirupathi Sivarani, Athira Unni, Nora L. Eisner, Tara Fetherolf, Zhexing Li, Xinyu Yao, Joshua Pepper, George R. Ricker, Roland Vanderspek, David W. Latham, S. Seager, Joshua N. Winn, Jon M. Jenkins, Christopher J. Burke, Jason D. Eastman, Michael B. Lund, David R. Rodriguez, Pamela Rowden, Eric B. Ting ve Jesus Noel Villaseñor, 13 Ocak 2022, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac415b
Vatandaş Bilimi Hakkında Daha Fazla Bilgi
NASA, Dünya biliminden Güneş’e ve daha geniş evrene kadar uzanan konularda çok çeşitli vatandaş bilim işbirliklerine sahiptir. Dünyadaki herkes katılabilir. adresindeki en son fırsatlara göz atın bilim.nasa.gov/citizenscience.
TESS Hakkında
TESS, tarafından yönetilen ve işletilen bir NASA Astrofizik Gezgini görevidir. MİT Cambridge, Massachusetts’te bulunuyor ve NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetiliyor. Ek ortaklar arasında Falls Church, Virginia’da bulunan Northrop Grumman; NASA’nın California Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi; Astrofizik Merkezi | Cambridge, Massachusetts’te Harvard & Smithsonian; MIT’nin Lincoln Laboratuvarı; ve Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü. Dünya çapında bir düzineden fazla üniversite, araştırma enstitüsü ve gözlemevi bu misyona katılıyor.
Ulusal Bilim Vakfı Astronomi ve Astrofizik Doktora Sonrası Burs Programı bu çalışmaya destek sağlamıştır.