Suyla kaplı bir güneş dışı dünya mı?

Ph.D. Charles Cadieux liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi. Université de Montréal öğrencisi ve Ötegezegenler Araştırma Enstitüsü (iREx) üyesi, Draco takımyıldızında yaklaşık 100 ışık- Dünya’dan yıllar.

Ötegezegen, büyüklük ve kütle olarak Dünya’dan biraz daha büyüktür ve yıldızından, yüzeyinde sıvı su bulunması için sıcaklığının ne çok sıcak ne de çok soğuk olacağı bir uzaklıkta bulunur. Gökbilimciler, Jüpiter’in ve Satürn’ün bazı uydularına benzer şekilde, tamamen kalın bir su tabakasıyla kaplı bir “okyanus gezegeni” olabileceğine inanıyorlar.

Bugün yayınlanan bir makalede Astronomi DergisiCadieux ve ekibi, bu eşsiz ötegezegenin doğasını ve özelliklerini aydınlatan gözlemleri anlatıyor.

Université de Montréal Profesörü ve iREx ve Observatoire du Mont-Mégantic (OMM) Direktörü René Doyon, “Bu keşiften son derece gurur duyuyorum çünkü araştırmacılarımızın ve enstrümantasyonumuzun yüksek kalibresini gösteriyor” dedi. “Laboratuvarlarımızda tasarlanan SPIRou adlı özel bir araç olan OMM ve araştırma ekibimiz tarafından geliştirilen yenilikçi bir analitik yöntem sayesinde, bu türünün tek örneği olan ötegezegeni tespit edebildik.”

Araştırmacıları bu ötegezegenin izini süren, kendimize yakın gezegen sistemlerini aramak için tüm gökyüzünü inceleyen NASA’nın uzay teleskobu TESS oldu. Her 11 günde bir parlaklıkta hafif bir düşüş gösteren TESS sinyaline dayanarak, gökbilimciler Dünya’dan yaklaşık %70 daha büyük bir gezegen öngördüler.

Charles Cadieux, gezegen türlerini ve özelliklerini doğrulamak için TESS tarafından belirlenen adayların yer izleme gözlemlerini yapan bir grup gökbilimciye aittir. Université de Montréal Profesörü David Lafrenière ve Ph.D. tarafından geliştirilen OMM’nin teleskopuna kurulu bir kamera olan PESTO’yu kullanıyor. öğrenci François-René Lachapelle.

Cadieux, “OMM, bu sinyalin doğasını doğrulamada ve gezegenin yarıçapını tahmin etmede çok önemli bir rol oynadı” dedi. “Bu rutin bir kontrol değildi. TESS tarafından tespit edilen sinyalin gerçekten de bu ikili sistemdeki iki yıldızın en büyüğü olan TOI-1452’yi çevreleyen bir ötegezegenden kaynaklandığından emin olmak zorundaydık.”

Ev sahibi yıldız TOI-1452, Güneşimizden çok daha küçüktür ve ikili sistemdeki benzer büyüklükteki iki yıldızdan biridir. İki yıldız birbirinin yörüngesinde dönüyor ve o kadar küçük bir mesafeyle -97 astronomik birim ya da Güneş ile Plüton arasındaki mesafenin yaklaşık iki buçuk katı kadar- ayrılar ki, TESS teleskopu onları tek bir ışık noktası olarak görüyor. Ancak PESTO’nun çözünürlüğü iki nesneyi ayırt edecek kadar yüksek ve görüntüler, ötegezegenin TOI-1452 yörüngesinde döndüğünü gösterdi ve bu, bir Japon ekibi tarafından sonraki gözlemlerle doğrulandı.

marifet işte

Gezegenin kütlesini belirlemek için araştırmacılar sistemi daha sonra Hawaii’deki Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu’na kurulan bir cihaz olan SPIRou ile gözlemlediler. Büyük ölçüde Kanada’da tasarlanan SPIRou, TOI-1452 gibi düşük kütleli yıldızları incelemek için idealdir çünkü bu yıldızların en parlak olduğu kızılötesi spektrumda çalışır. O zaman bile, Dünya’nın yaklaşık beş katı olduğuna inanılan gezegenin kütlesini tahmin etmek 50 saatten fazla sürdü.

Yine Université de Montréal’de iREx’ten araştırmacılar Étienne Artigau ve Neil Cook, verilerin analizinde önemli bir rol oynadı. SPIRou ile toplanan verilerde gezegeni tespit edebilen güçlü bir analitik yöntem geliştirdiler. “LBL yöntemi [for line-by-line] SPIRou ile elde edilen verileri birçok parazit sinyalinden temizlememize ve ekibimiz tarafından keşfedilen gibi gezegenlerin zayıf imzasını ortaya çıkarmamıza izin veriyor” diye açıkladı Artigau.

Ekip ayrıca Quebec araştırmacıları Farbod Jahandar ve Thomas Vandal, iki Ph.D. Université de Montréal’deki öğrenciler. Jahandar, gezegenin iç yapısını kısıtlamak için yararlı olan ev sahibi yıldızın kompozisyonunu analiz ederken, Vandal SPIRou ile toplanan verilerin analizine dahil oldu.

sulu bir dünya

TOI-1452 b ötegezegeni muhtemelen Dünya gibi kayalıktır, ancak yarıçapı, kütlesi ve yoğunluğu bizimkinden çok farklı bir dünyaya işaret ediyor. Dünya aslında çok kuru bir gezegendir; Yüzeyinin yaklaşık %70’i okyanuslarla kaplı olduğu için bazen Mavi Gezegen olarak adlandırmamıza rağmen, su aslında kütlesinin ihmal edilebilir bir kısmını oluşturur – %1’den az.

Bazı ötegezegenlerde su çok daha bol olabilir. Son yıllarda, gökbilimciler, Dünya ile Neptün arasında (Dünya’dan yaklaşık 3,8 kat daha büyük) büyüklüğe sahip birçok ötegezegenin yarıçapını ve kütlesini tanımladı ve belirledi. Bu gezegenlerden bazıları, ancak kütlelerinin büyük bir bölümünün su gibi Dünya’nın iç yapısını oluşturanlardan daha hafif malzemelerden oluşmasıyla açıklanabilecek bir yoğunluğa sahiptir. Bu varsayımsal dünyalara “okyanus gezegenleri” adı verildi.

Cadieux, “TOI-1452 b, bugüne kadar bulduğumuz bir okyanus gezegeni için en iyi adaylardan biri” dedi. “Yarıçapı ve kütlesi, Dünya gibi temelde metal ve kayadan oluşan bir gezegen için beklenenden çok daha düşük bir yoğunluğa işaret ediyor.”

Toronto Üniversitesi’nden Mykhaylo Plotnykov ve Diana Valencia, dış gezegen iç modelleme konusunda uzmanlar. TOI-1452 b’nin analizi, Jüpiter’in uyduları Ganymede ve Callisto ve Satürn’ün uyduları Titan ve Enceladus gibi Güneş Sistemimizdeki bazı doğal uydularınkine benzer bir oranda suyun kütlesinin %30’unu oluşturabileceğini gösteriyor. .

Devam edecek…

TOI-1452 b gibi bir ötegezegen, James Webb Uzay Teleskobu veya kısaca Webb ile daha fazla gözlem için mükemmel bir adaydır. Bir okyanus gezegeni ile tutarlı özellikler sergileyen, bilinen birkaç ılıman gezegenden biridir. Araştırmacıların atmosferini incelemeyi ve bu hipotezi test etmeyi umabilecekleri kadar Dünya’ya yakın. Ve şans eseri, gökyüzünün teleskopun yıl boyunca gözlemleyebileceği bir bölgesinde bulunuyor.

James Webb’in NIRISS bileşeninin konseptini gözden geçiren Doyon, “Webb Teleskopu ile yaptığımız gözlemler TOI-1452 b’yi daha iyi anlamak için çok önemli olacak” dedi. “Mümkün olan en kısa sürede, bu garip ve harika dünyayı gözlemlemek için Webb’de zaman ayıracağız.”

“TOI-1452 b: SPIRou ve TESS, ılıman bir yörüngede bir M4 cüceden geçen bir süper Dünya ortaya çıkardı” makalesi 12 Ağustos 2022’de yayınlandı. Astronomi Dergisi. Université de Montréal’in iREx’inde Charles Cadieux, René Doyon, Étienne Artigau, Neil Cook, Farbod Jahandar ve Thomas Vandal’a ek olarak, araştırma ekibinde Nicolas B. Cowan (iREx, MSI, McGill, Kanada); Björn Benneke, Stefan Pelletier ve Antoine Darveau-Bernier (iREx, UdeM, Kanada); Ryan Cloutier, iREx’in eski üyesi (Harvard, ABD); ve Toronto Üniversitesi, Fransa, Brezilya, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, İspanya, İsviçre, Portekiz, Macaristan, Almanya ve Kırım’dan ortak yazarlar.