Gökbilimciler iki yıldızın yörüngesinde dönen ikinci bir gezegen tespit ettiler

İkili yıldızların yörüngesinde dönen gezegenler zor durumda: İki ayrı yıldızın çekim kuvvetiyle mücadele etmek zorundalar. Güneşimiz gibi tek bir yıldızın etrafındaki gezegen oluşumu, çevreleyen gezegenlerin yaşadıklarına kıyasla nispeten basittir. Yakın zamana kadar gökbilimciler var olduklarından emin değillerdi.

Gökbilimciler nadiren gezegenlerin yörüngesinde dönen ikili yıldızlar bulurlar. Nadir oldukları için veya tespit edilmeleri zor olduğu için olabilir; muhtemelen ikisi de. Şimdi bir araştırma ekibi, birden fazla gezegeni olan ikili bir yıldız buldu. Bu, çok gezegenli ikili yıldız sisteminin yalnızca ikinci örneğidir. Bu tür güneş sistemleri hakkında bize ne söylüyor?

Sistem TOI-1338 olarak adlandırılır ve Pictoris takımyıldızında yaklaşık 1.300 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir ikili yıldızdır. TOI-1338a, 1,12 güneş kütlesine sahip bir anakol yıldızıdır ve TOI-1338b, 0,3 güneş kütlesine sahip bir M-cücedir (kırmızı cüce). Yıldız sistemi yaklaşık 4,4 milyar yaşındadır.

NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde bir yaz stajyeri, 2017’de ikili gezegenin etrafındaki ilk gezegeni keşfetti. TOI-1338 b, yaklaşık 33 Dünya kütlesine sahip bir dairesel gezegendir ve boyut olarak Satürn ile Neptün arasındadır. Çift yıldızların etrafında 95 günlük bir yörüngede.

Verilerde dairesel gezegenleri bulmak zordur çünkü yıldızlar birbirini gölgeleyebilir ve bu da gezegen geçişlerinin ayırt edilmesini zorlaştırır. Geçişleri de düzensiz olabilir ve ikili yıldızlardan yalnızca birinin önünden geçiş yapabilirler. TOI-1338 b’nin geçişleri, her 93 ila 95 günde bir düzensiz olarak gerçekleşir ve bu da onu periyodik olmaktan çıkarır. Ve her iki yıldız da hareket ettiğinden, geçişin derinliği değişir.

TOI-1338 b’nin eğimi nedeniyle bizim açımızdan Kasım 2023’te yıldızının önünden geçişini durduracak. Sonra yaklaşık 2031’de geçişleri tekrar göreceğiz.

Şimdi gökbilimciler TOI-1338’in yörüngesinde dönen ikinci bir gezegen buldular. Buna TOI-1338/BEBOP-1c deniyor ve geçiş yöntemi yerine radyal hız yöntemini kullanarak bulmuşlar. BEBOP ismi bir gözlem projesinden gelmektedir. Yazarlar, “Bilinen çevreleyen gezegenlerin sayısını artırmak ve geçiş yöntemiyle keşfedilen sistemler için doğru kütleler sağlamak için, dairesel gezegen tespitine adanmış, Yörüngedeki Gezegenlerin Eskort Ettiği İkili Dosyalar (BEBOP)” adlı bir radyal hız gözlem anketi başlattık. onların kağıdı.

Araştırmacılar bulgularını “Radyal Hızlarla Keşfedilen İlk Çevresel Gezegen” başlıklı bir makalede bildirdiler. yılında yayınlanmak üzere kabul edilmiştir. Doğa Astronomisi ve arXiv ön baskı sunucusunda mevcuttur. Baş yazar, bir Ph.D. olan Matthew R. Standing’dir. Fizik ve Astronomi Okulu öğrencisi, Birmingham Üniversitesi, Birleşik Krallık.

Yeni gezegen, yaklaşık 65 Dünya kütlesine sahip bir gaz devidir. TOI-1338 b’den daha geniş bir yörüngede ve yaklaşık 215 günlük bir yörünge periyoduna sahip. Gökbilimciler, HARPS ve ESPRESSO spektrografları ile toplanan radyal hız verilerini kullanarak onu keşfettiler. Bu keşif, astronomların radyal hız kullanarak ikili bir gezegen buldukları ilk sefere işaret ediyor ve sistem, bulunan yalnızca ikinci çok gezegenli ikili sistem.

Astronomlar ikili gezegenlerle çok ilgileniyorlar. Bilim kurguda yaygın olarak kullanılıyorlar, ancak Kepler görevi ilkini bulana kadar onaylanmadı. Adı Kepler-16b ve kendine göre tuhaf bir top. Gökbilimcilerin ikili yıldız sistemlerindeki gezegenler için iç sınır olduğunu düşündükleri yarıçapın içindedir. Kepler-16b’nin kardeş gezegeni yoktur.

Şimdi 12 ikili gezegen biliyoruz ve bunlardan ikisi çok gezegenli sistemlerde. Astronomların bulduğu ilk çok gezegenli dairesel ikili sistem, Kepler-47 olarak adlandırılır ve bilinen üç dış gezegene ev sahipliği yapar. BEBOP gözlem programı, daha fazla dairesel gezegeni ortaya çıkarmak ve onlar hakkında daha fazla bilgi edinmek için tasarlanmıştır. Ana hedefi onlardan daha fazlasını bulmaktır ve bunu Kepler’in bazı gözlemsel önyargılarının üstesinden gelerek başaracaktır.

İkili yıldız sistemleri, bizimki gibi tek yıldızlı sistemlerden çok daha karmaşıktır. İkili yıldızlar, gezegen oluşumunu daha öngörülebilir tek yıldızlı sistemlerin yapmadığı şekillerde bozar. Çift yıldızlar, protogezegen ortamında zorlu koşullar yaratır. Gökbilimciler, bu sistemlerdeki gezegenlerin feci çarpışmalara maruz kalacağını veya yerçekimi bozulmaları nedeniyle sistemlerinden dışarı fırlatılacağını düşünüyorlardı. Ancak tüm bu son keşifler, bunun mutlaka doğru olmadığını gösteriyor. Astronomlar, daha fazla dairesel gezegen bularak ve bunların tek yıldızlı gezegenlerle olan benzerliklerini ve farklılıklarını karakterize ederek, gezegenlerin nasıl oluştuğu ve göç ettiği hakkında çok şey öğrenecekler.

İkili gezegenleri incelemenin zorluklarından biri de kütlelerini belirlemektir. BEBOP sadece gezegenleri bulmak için değil, kütlelerini daha doğru ölçmek için tasarlandı. Bu kritiktir çünkü kütlelerini bilmek, atmosferik spektroskopiye uygun genişletilmiş atmosferlerle hangilerinin kabarık olduğunu belirlemeye yardımcı olur. BEBOP sadece ikinci gezegeni bulmakla kalmadı, TOI-1338’in iç gezegeninin kütlesini daha doğru bir şekilde ölçtü.

Başka bir çoklu gezegen çevreleyen sistem bulmak ve kütlelerini belirlemek önemli bir keşiftir. Bu sistemler, gezegenlerin nasıl oluştuğuna ilişkin modellerin bazı kısımlarını alt üst ederken, nihayetinde modellerimizi daha doğru hale getirecek.

Araştırmacılar, bir noktada TOI-1338/BEBOP-1c’nin birincil yıldızdan geçişinin garanti edildiğini, ancak ne zaman olduğunu söyleyemediklerini söylüyorlar. Bu, gezegen ve yıldız arasındaki yanlış hizalamaya rağmen. “Gezegen-ikili yanlış hizalamanın geçiş kabiliyetini daha olası hale getirmesi ilk başta mantığa aykırı görünebilir” diye yazıyorlar. Bunun nedeni, yazarlara göre gezegenin gökyüzü eğiminin ikilinin gökyüzü eğimi etrafında salınmasıdır ve sonunda gezegenin eğimi 90 dereceye yaklaşacaktır. Bu, “… örten ikili dosyaların yörüngesindeki çevreleyen gezegenlerin büyük çoğunluğunun sonunda geçiş yapacağı” anlamına gelir.

Ekip ayrıca ikili yıldızın etrafındaki diğer gezegenler konusunu da inceledi. Henüz hiçbiri tespit edilmedi, ancak henüz tespit edilmiş olabilirler. Başka gezegenlerin olup olmadığını kesin olarak söyleyemeseler de olası tespitlerin sınırlamalarını hesapladılar ve grafiklerini çizdiler.

İkili yıldızların etrafındaki ikili gezegenleri incelemenin sorunlarından biri, farkında olduğumuz gezegenlerin çoğunun çok sönük olmasıdır. Bu, yeni gezegen TOI-1338/BEBOP-1c de dahil olmak üzere çoğu için, atmosferlerini araştırmak için spektroskopi kullanma fırsatı olmadığı anlamına gelir. Ancak daha önce keşfedilen kardeşi TOI-1338b yeterince aydınlatılmış olabilir. Araştırmacılar, “Bu nedenle,” diye yazıyor, “bulabileceği zorluklara rağmen, TOI-1338/BEBOP-1b, ikili gezegenlerin atmosferik yapısına ışık tutmak için tek olasılığımız.”

“Şu anda bilinen 15 ikili ötegezegen arasında, TOI-1338/BEBOP-1b, James Webb Uzay Teleskobu iletim spektroskopisinin şu anda takip edilebildiği tek gezegendir. Eğer dairesel Tatooine benzeri ekzo-atmosferlerin gizemlerini açığa çıkaracaksak, TOI-1338/BEBOP-1 sistemi yeni bir umut sağlıyor” diye yazıyor yazarlar makalelerinde.