TOI-2337b, TOI-4329b ve TOI-2669b’ye benzer bir gezegen sisteminin, Jüpiter benzeri sıcak bir ötegezegenin evrimleşmiş, ölmekte olan bir yıldızın yörüngesinde döndüğü yerde nasıl görünebileceğine dair sanatçının yorumu. Kredi: Hawaii Üniversitesi/Astronomi Enstitüsü/Karen Teramura
Gökbilimciler üç dış gezegen daha gözetlediler. Ancak keşif uzun sürmeyebilir. Her gezegen ayrı bir güneş sistemindedir ve her biri tehlikeli bir şekilde yıldızına yakın yörüngede dolanır. Daha da kötüsü, tüm yıldızlar ölüyor.
Sonuçlar?
Üç mahkum gezegen.
TESS (Transit Exoplanet Survey Satellite) ve diğer gezegen avı çabaları, son birkaç yıl ve on yılda binlerce ötegezegen buldu. Ötegezegenler, yıldızlarının sessiz yaşanabilir bölgelerindeki Dünya benzeri gezegenlerden, buharlaşmış demirin yağmur olarak yağdığı çok sıcak gezegenlere kadar çok çeşitlidir.
Ancak bu üç ötegezegenin ortak bir yanı var. Alt-dev veya dev yıldızların çevresinde çok kısa periyotlu yörüngeleri var – şimdiye kadar bulunan en kısalardan bazıları. Bunun gibi gezegenler için duvarda yazı vardır: yıldızlarına doğru içe doğru dönerler ve sonunda onları yutarlar.
Bir araştırma ekibi, bu korkunç bulguları “TESS Giants Transiting Giants II: Evrimleşmiş yıldızların yörüngesinde dönen en sıcak Jüpiterler” başlıklı yeni bir makalede sundu. Astronomical Journal makaleyi kabul etti ve arxiv.org baskı öncesi sitesinde yayınlandı. Samuel Grunblatt baş yazardır. Amerikan Doğa Tarihi Müzesi ve Flatiron Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacıdır.
Keşif kulağa ürkütücü gelebilir: Ana diziden ayrılırken aynı zamanda ölüme doğru ilerleyen yıldızlarla birlikte, uçlarına doğru içe doğru sarmal yapacak olan üç ölüme mahkum gezegen. Ancak bu, keşfi yanlış tanıtmak olur. Bunun yerine, onu gezegen arkeolojisi olarak düşünün.
“Bu keşifler, dünyadaki yeni bir sınırı anlamak için çok önemlidir. ötegezegen çalışmalar: gezegen sistemlerinin zaman içinde nasıl geliştiğini, “dedi Grunblatt bir basın açıklamasında. “Bu gözlemler, ev sahibi yıldızları onları yutmadan önce, yaşamlarının sonuna yaklaşan gezegenlere yeni pencereler sunuyor.”
Üç gezegen TOI-2337b, TOI-4329b ve TOI-2669b’dir. TOI, Tess Object of Interest anlamına gelir ve sayı yıldızdır. “b”, her sistemde yıldıza en yakın gezegeni gösterir.
Bu şekil, TESS verilerinin işlendikten sonra nasıl görünebileceğini gösterir. Her panel farklı şekilde işlendi, ancak her biri aynı genel sonucu gösteriyor. Bu çalışmada, yakındaki bir yıldız, TOI-4329’dan gelen yıldız akışı verilerini kirletti, bu nedenle araştırmacılar, sonuçlarını güçlendirmek için işlenen verileri üç farklı şekilde kullandılar. TESS, verileri 2.9 günlük gözlemler üzerinden topladı. Kredi: Grunblatt ve diğerleri 2022.
Tüm gezegenler gaz devleridir. Jüpiter Güneş Sistemimizde. Gökbilimciler onları, evrilmiş ev sahibi yıldızların yörüngesinde dönen yeni gezegenleri arayan bir anket sırasında buldular. Dünyalar 0,4 ila 1,8 Jüpiter kütlesi ve 0,8 ila 1,8 Jüpiter yarıçapı arasında değişir. Yıldızlar yaklaşık 1.2 ila 1.5 güneş kütlesi ve yaklaşık 2.3 ila 4.1 güneş yarıçapı aralığındadır.
Gezegenlerin çok çeşitli yoğunlukları vardır, bu da güneş sistemlerinin her birinin gezegenler arası etkileşimlerin kaotik bir döneminden geçtiğini gösterir. Gökbilimciler, bu etkileşimlerin geçmişinin, öngörülemeyen ısıtma hızları ve zaman çizelgeleri aracılığıyla yoğunluk değişimlerine katkıda bulunduğunu düşünüyor.
bu James Webb Uzay Teleskobu bu sistemlerden en az birindeki bazı detayları ortaya çıkarabilir. TOI-4329 sistemini incelediğinde, gezegenin atmosferinde su buharı ve CO2’nin varlığı veya yokluğu, gezegenin oluştuğu yeri sınırlayabilir. Ayrıca, gezegeni mevcut yörüngesine sokan gezegensel etkileşim türleri hakkında fikir verebilir.
Spektroskopi, gökbilimcilerin uzaydaki nesnelerin fiziğini daha iyi anlamak için kullandıkları bir araçtır. James Webb Uzay Teleskobu (Webb) üzerindeki tayfölçerler, bilim insanlarına yıldızları, bulutsuları, galaksileri ve gezegenlerin atmosferlerini oluşturan malzemeleri analiz etmek için gereken verileri sağlıyor. Kredi bilgileri: ESA
Bunun gibi gezegen-yıldız konfigürasyonlarında, gökbilimciler, yıldızlara yaklaştıkça ve yıldızlar genişledikçe gezegenlerin şişmesini beklerler. Yıldızlar, yörüngeleri içe doğru dönerken sonunda gezegenleri yutacak. Şimdiye kadar, TESS çürüyen bir yörüngeye dair herhangi bir kanıt tespit etmedi. Ancak TESS, bu gezegenleri Birincil Görevi sırasında buldu. Genişletilmiş Görevleri sırasında daha fazla veri toplayacak ve bu veriler daha uzun bir gözlem temeli oluşturacaktır. Bu daha geniş taban çizgisi, gezegenlerin zaten ölüm sarmallarında olduğunu gösterebilir.
Gezegen enflasyonu, ötegezegenleri anlamada önemli bir ölçüt haline geliyor. Jüpiter kadar büyük bazı gezegenlerin neden çok daha büyük yarıçapları var? Gaz devleri, oluşumdan kısa bir süre sonra başlayarak, uzun zaman ölçeklerinde şişmeyi önleyerek iç derinliklerinden ışınımsal soğuma yaşarlar. Bir yıldıza yakınlık bu soğumayı geciktirebilir ve şişmeyi artırabilir.
Ancak bir yıldıza yakınlığın, yıldız akışı yoluyla aktif olarak şişmeye neden olabileceğine dair artan kanıtlar da var. İçinde önceki kağıt 2017’de baş yazar Greenblatt tarafından yazarlar, “Gezegenlerin derin konvektif iç kısımlarına akan yıldız akısı bu nedenle onların mevcut boyutlarını açıklayabilir, bu da gezegenin ‘enflasyonunun’ gezegenlerden sonra gecikmiş atmosferik soğumadan ziyade yıldız ışımasına doğrudan bağlı olduğunun bir göstergesidir. ‘ oluşumu.
Bilim adamları, Jüpiter gibi gaz devlerinin ısıyı konvektif bir bölgeye aktaran derin bir radyasyon bölgesine sahip olduğunu düşünüyor. Zamanla, ısı salınımı gezegenin şişmesini engeller. Ancak bir gaz devi yıldızına yaklaştıkça, yıldız akışı gezegene ısı ekleyerek şişmeye neden olabilir. Kredi: NASA / JPL-Caltech / SwRI
Ancak gezegensel enflasyon karmaşık bir konudur. Aynı 2017 makalesinde yazarlar, “Gezegenler, olay akışından ziyade atmosferik metaliklik gibi diğer faktörlere daha güçlü bir şekilde bağlı olan yöntemlerle şişirilebilir” diye yazıyorlar.
Henüz gezegenlerde yörüngesel bozulma belirtisi olmamasına rağmen, en az bir gezegen için şişme kanıtı var. TOI-2337b, kırmızı bir dev yıldızın çevresinde şimdiye kadar bulunan herhangi bir dünyanın en kısa yörünge periyoduna sahip, ancak hiçbir şişme belirtisi göstermiyor. TOI-2669b sistemi, üç sistemin en gelişmiş sistemidir, ancak gezegen de herhangi bir şişme belirtisi göstermiyor. Ancak TOI-4329b, enflasyon belirtileri gösteriyor.
TOI-2669b, bu çalışmada diğer ikisinden daha parlak bir hedeftir. Bu, onu James Webb Teleskobu ile spektroskopi için iyi bir hedef yapar. Bu veriler, gezegenin eksantrikliği üzerindeki daha sıkı kısıtlamalarla birlikte “… gezegenin şişmesi, göç mekanizmaları ve zaman çizelgeleri üzerinde yeni kısıtlamalar getirebilir.”
Bu çalışmadaki üç gezegen sadece başlangıç. TESS bunlardan daha fazlasını bulmalı. Üniversitede yüksek lisans öğrencisi olan Nick Saunders, “TESS ile gezegenlerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğine, şiştiğine ve yıldızların etrafında nasıl göç ettiğine dair yeni ayrıntılar sağlayan bu evrimleşmiş geçiş gezegen sistemlerinden onlarca yüzlerce bulmayı umuyoruz” dedi. UH IfA ve çalışmanın ortak yazarı.
TESS’in bu çalışmada biraz yardımı oldu. Gezegenleri geçiş yöntemiyle bulurken, bu bulgular yalnızca aday ötegezegenleri ortaya çıkarıyor. Ötegezegenler olarak doğrulama, yer tabanlı takip gözlemleri gerektirir. Keck Gözlemevi, Yüksek Çözünürlüklü Echelle Spektrometresi (HIRES) cihazı aracılığıyla bunları sağladı. HIRES’ten gelen veriler keşifleri detaylandırdı.
İkiz Keckler gözlem yapmaya hazırlanırken Mauna Kea’da Güneş batar. Kredi: Laurie Hatch/ WM Keck Gözlemevi
Çalışmanın yazarlarından UH IfA Astronomu Daniel Huber, “Bu gezegen sistemlerinin Keck gözlemleri, kökenlerini anlamak için kritik öneme sahip ve bizimki gibi güneş sistemlerinin kaderini ortaya çıkarmaya yardımcı oluyor” dedi. Bunun gibi çalışmalar, insanlığın en önemli sorusuna cevap verme yolunda küçük adımlar da olabilir: Yalnız mıyız?
Bütün bunlar sıradan bir okuyucuya akademik gelebilir. Ancak kendi Güneşimiz bir gün ana diziden ayrılacak ve kırmızı bir altdev haline dönüşmeye başlayacak ve muhtemelen Dünya’yı yutacak. Milyarlarca yıl olmayacağı için, insanlığın o zamana kadar hayatta kalacağı şüphelidir. Yok olmalar, burada Dünya’daki normdur, ancak belki insanlık bir şekilde kozmik olasılıkları yenebilir.
Bu arada, en azından doğa ve parçası olduğumuz Evren hakkında daha fazla şey öğreniyoruz.
Orijinal olarak yayınlandı Bugün Evren.
Bu konuda daha fazla bilgi için Yakın Tehlike: Yeni Keşfedilen Gezegenler Yıldızları Tarafından “Yutulacak” başlıklı makaleyi okuyun.
Referans: Samuel K. Grunblatt, Nicholas Saunders, Meng Sun, Ashley Chontos, Melinda Soares-Furtado, Nora Eisner, Filipe Pereira, Thaddeus Komacek, Daniel Huber, Karen Collins tarafından yazılan “TESS Giants Transit Giants II: En sıcak Jüpiterler evrimleşmiş yıldızların yörüngesinde dönüyor” , Gavin Wang, Chris Stockdale, Samuel N. Quinn, Rene Tronsgaard, George Zhou, Grzegorz Nowak, Hans J. Deeg, David R. Ciardi, Andrew Boyle, Malena Rice, Fei Dai, Sarah Blunt, Judah Van Zandt, Corey Beard, Joseph M. Akana Murphy, Paul A. Dalba, Jack Lubin, Alex Polanski, Casey Lynn Brinkman, Andrew W. Howard, Lars A. Buchhave, Ruth Angus, George R. Ricker, Jon M. Jenkins, Bill Wohler, Robert F. Goeke, Alan M. Levine, Knicole D. Colon, Chelsea X. Huang, Michelle Kunimoto, Avi Shporer, David W. Latham, Sara Seager, Roland K. Vanderspek ve Joshua N. Winn, Kabul Edildi, Astronomi Dergisi.
arXiv:2201.04140