Jüpiter’in yaklaşık iki katı büyüklüğünde bir gezegenin tepesinden, bu sanatçının anlayışı yıldıza, gezegenin yörüngede olduğunu ve o yıldızın uzaktaki ikili yoldaşını gösteriyor. Kredi bilgileri: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Gökbilimciler keşfetti[{” attribute=””>Jupiter-like planet orbiting a nearby star, which is one of a binary pair, by precisely tracing a small, almost imperceptible, wobble in that star’s motion through space. Their work produced the first-ever determination of the complete, 3-dimensional structure of the orbits of a binary pair of stars and a planet orbiting one of them. This achievement can provide valuable new insights into the process of planet formation, the astronomers said. This breakthrough was made using the National Science Foundation’s Very Long Baseline Array (VLBA).
Although more than 5,000 extrasolar planets have been discovered so far, only three have been discovered using a technique called astrometry, which was used to produce this discovery. However, the feat of determining the 3-D architecture of a binary-star system that includes a planet “cannot be achieved with other exoplanet discovery methods,” said Salvador Curiel, of the National Autonomous University of Mexico (UNAM).
“Since most stars are in binary or multiple systems, being able to understand systems such as this one will help us understand planet formation in general,” Curiel said.
In this artist’s conception, a small star (orange) is orbited by a Jupiter-like planet (blue), and by a more-distant companion star (red). Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
The two stars, which together are called GJ 896AB, are about 20 light-years from Earth. That makes them close neighbors of ours by astronomical standards. They are red dwarf stars, the most common type of star in our Milky Way galaxy. The larger one, around which the planet orbits, has about 44 percent of the mass of our Sun, while the smaller one is about 17 percent as massive as the Sun. They are separated by about the distance of Neptune from the Sun, and orbit each other once every 229 years.
For their study of GJ 896AB, the astronomers combined data from optical observations of the system made between 1941 and 2017 with data from VLBA observations between 2006 and 2011. They also made new VLBA observations in 2020. The continent-wide VLBA’s supersharp resolution, with its fantastic ability to see fine detail, produced extremely precise measurements of the stars’ positions over time. An extensive analysis of the data performed by the astronomers revealed the stars’ orbital motions as well as their common motion through space.
Sanatçının animasyonu, bir ikili yıldız çiftinin ve yıldızlardan birinin etrafında dönen bir gezegenin yörünge hareketlerini gösterir. Kredi bilgileri: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Gezegenin varlığı, daha büyük yıldızın hafif bir yalpalama gösteren hareketinin ayrıntılı bir takibiyle ortaya çıktı. Gezegenin yıldız üzerindeki yerçekimi etkisi yalpalamaya neden olur. Yıldız ve gezegen, aralarında ortak kütle merkezlerini temsil eden barycenter adı verilen bir yerin yörüngesinde döner. Bu konum yıldızdan yeterince uzakta olduğunda, yıldızın etrafındaki hareketi algılanabilir.
Gökbilimcilerin hesaplarına göre, gezegen Jüpiter’in yaklaşık iki katı kütleye sahip ve her 284 günde bir yıldızın etrafında dönüyor. Yıldızdan uzaklığı biraz daha az Venüs‘Güneş uzaklığı. Gezegenin yörüngesi, iki yıldızın yörüngelerinden yaklaşık 148 derece eğimlidir.
UNAM ve Max Planck Radyoastronomi Enstitüsü’nden Gisela Ortiz-León, “Bu, gezegenin ana yıldızın etrafında, ana yıldızın etrafındaki ikincil yıldızın yönünün tersine hareket ettiği anlamına geliyor” dedi. “Bu, muhtemelen aynı protoplanetary diskte oluşturulmuş kompakt bir ikili sistemle ilişkili bir gezegende ilk kez böyle bir dinamik yapı gözlemlendi” diye ekledi.
“Bu ve benzeri sistemlerle ilgili ek ayrıntılı çalışmalar, ikili sistemlerde gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair önemli bilgiler edinmemize yardımcı olabilir. UNAM’dan Joel Sanchez-Bermudez, oluşum mekanizması için alternatif teoriler var ve daha fazla veri hangisinin daha muhtemel olduğunu gösterebilir” dedi. “Özellikle mevcut modeller, bu kadar büyük bir gezegenin bu kadar küçük bir yıldıza eşlik etme olasılığının çok düşük olduğunu gösteriyor, bu yüzden belki de bu modellerin ayarlanması gerekiyor” diye ekledi.
Gökbilimciler, astrometrik tekniğin daha fazla gezegen sistemini karakterize etmek için değerli bir araç olacağını söyledi. “Planlanan çalışmalarla bunun gibi çok daha fazla iş yapabiliriz. Yeni Nesil VLA (ngVLA)Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nden Amy Mioduszewski dedi. “Bununla, Dünya kadar küçük gezegenler bulabiliriz.”
Gökbilimciler bulgularını 1 Eylül sayısında bildirdiler. Astronomi Dergisi.
Referans: Salvador Curiel, Gisela N. Ortiz-León, Amy J. Mioduszewski ve Joel Sanchez-Bermudez, “Bir Cüce İkili Sistemin 3D Yörünge Mimarisi ve Gezegensel Eşi”, 1 Eylül 2022, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c66
Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi, Ulusal Bilim Vakfı’nın, Associated Universities, Inc. tarafından işbirliği anlaşması kapsamında işletilen bir tesisidir.