SPIRou aleti ve TESS uydusu ile tespit edilen düşük kütleli yıldızların yörüngesindeki küçük gezegenler

1995 yılında güneş dışında bir yıldızın etrafında dönen bir gezegenin keşfinden bu yana, ötegezegenbilim araştırmaları gezegen sistemleri hakkındaki bilgimizde devrim yarattı. Kanada-Fransa-Hawaii Teleskopu’na kurulan SPIRou cihazı, özellikle TESS gözlemevi uydusu tarafından tanımlanan olası gezegenleri gözlemleyerek bu sonuçlara katkıda bulunuyor.

Her iki araçtan alınan veriler birleştirilerek, TOI-1695b gezegeni keşfedildi ve uluslararası bir ekip tarafından SPIRou tarafından güneşten daha küçük ve daha soğuk yıldızların etrafında ortaya çıkarılan yeni Neptün altı ve süper Dünya tipi gezegenlerden biri. Institut d’astrophysique de Paris’in önemli bir rol oynadığı. Bu sonuçlar, güneş sisteminde bulunmayan bu tür gezegenlerin daha iyi anlaşılmasını sağlar.

Yüzyıllar boyunca sadece güneş sisteminin gezegenleri biliniyor ve gözlemleniyordu: güneşten uzakta dört dev gezegen ve yıldızımıza daha yakın dört tellürik gezegen (Dünya dahil). Modern 19. ve 20. yüzyıl düşüncesinde, diğer yıldızların tümü olmasa da birçoğunun da gezegenlere ev sahipliği yapması çok muhtemel görünüyordu; gözlem araçlarımıza erişilemez olduklarından, bunlar yine de hayali veya bilim kurgu alanında kaldı. Bu nedenle, bu olası güneş dışı gezegenlerin gerçekten var olup olmadığı, güneş sistemindekilere benzer olup olmadığı veya farklı özelliklere sahip olup olmadığı bilinmiyordu.

Durum, 1995 yılında astronomlar Michel Mayor ve Didier Queloz tarafından Haute-Provence Gözlemevi’nde gerçekleştirilen ve daha sonra Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan bir güneş dışı gezegenin ilk tespiti ile değişti. O zamandan beri yeni araçlar geliştirildi; gezegen sistemleri ve özellikle bunların oluşumu ve evrimi hakkındaki bilgimizde devrim yaratarak binlerce ötegezegenin tespit edilmesini ve karakterize edilmesini sağladılar.

Bunlardan Fransa ve Institut d’astrophysique de Paris, Hawaii’nin Büyük Adası’na kurulan Kanada-France-Hawaii Teleskopu’ndaki (Şekil 2) SPIRou aletinin (Şekil 1) geliştirilmesine önemli katkılarda bulunmuştur. Kızılötesi aralıkta çalışan bir spektropolarimetredir. Güneşten daha az kütleli, daha küçük ve daha soğuk yıldızlar olan kırmızı cücelerin (sıcaklıkları 2500 ila 4000°C, güneş ise 5500°C) etrafında gezegen aramayı mümkün kılar.

Ayrıca galaksimizdeki en fazla sayıda yıldız olan bu küçük yıldızların manyetik aktivitelerini incelemeyi mümkün kılar. Bilimsel ekipler, SPIRou’yu özellikle, bir NASA gözlemevi uydusu olan Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tarafından kırmızı cüce yıldızların etrafında tanımlanan ve SPIRou ile gözlemlenmesi gereken aday gezegenleri (gezegen olması muhtemel nesneler) karakterize etmek için kullanır. doğasını kurarlar.

Flavien Kiefer (IAP’de işbirlikçi ve eski doktora sonrası araştırmacı), Eder Martioli (IAP yardımcı araştırmacısı ve IAP’de eski doktora sonrası araştırmacı), Guillaume Hébrard (kıdemli CNRS) dahil Paris Astrofiziği Enstitüsü’nden araştırmacılar bu bağlamda bu bağlamdadır. araştırmacı), Alain Lecavelier des Étangs (kıdemli CNRS araştırmacısı) ve Pierre-Cécil König (IAP’de eski doktora öğrencisi), uluslararası bir ekip tarafından yürütülen yeni TOI-1695b gezegeninin keşfini ve karakterizasyonunu sunuyor. Çalışma dergide yayınlandı Astronomi ve Astrofizik.

Dünya’dan ancak iki kat daha büyük ama altı kat daha büyük olan bu yeni gezegenin yoğunluğu Dünya’nınkinden biraz daha düşük. Neptün altı tipindedir (Neptün’den biraz daha küçük bir gezegen). Bununla birlikte, sıcaklığı Neptün’ünkinden birkaç yüz derece daha yüksektir ve atmosferi büyük olasılıkla büyük miktarlarda hidrojen, helyum ve su buharı içerir. Son olarak, bu gezegen kırmızı cüce yıldızının etrafında üç günde döner (Şekil 3).

Daha önce, aynı ekip süper Dünya TOI-1452b’nin keşiflerini duyurmuştu (yayınlandı) Astronomi Dergisi) ve alt Neptune TOI-1759b (yayınlandı Astronomi ve Astrofizik). TOI-1695b gibi, bu iki gezegen de bir kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde. Bu üç gezegenin boyutları Dünya’nın 1,7 ila 3,1 katı, kütleleri ise Dünya’nın beş ila yedi katı arasındadır. Bu nedenle, Dünya ile Neptün arasında ara gezegenlerdir, ancak ev sahibi yıldızlarına daha yakındırlar (150 milyon km Dünya-güneş mesafesine kıyasla 6 ila 18 milyon km).

Güneş sisteminde bu tür gezegenler bulunmamakla birlikte, gözlem programları birkaç yıldır bu süper Dünyaların ve alt Neptünlerin galaksimizde bol miktarda bulunduğunu göstermiştir. SPIRou ile tespit edilen ve karakterize edilen bu yeni gezegenler, bu yeni gezegen popülasyonunun daha iyi anlaşılmasını mümkün kılacaktır. Benzer kütlelere rağmen, oluşum tarihlerinde bazılarının nasıl gazlı gezegenler veya kayalık gezegenler haline gelebileceği sorusunu gündeme getiriyor. Bu soruyu cevaplamak, güneş sistemindeki gezegenlerin, küçük tellürik gezegenler ve gaz devi gezegenler arasındaki ikilemi açıklamaya yardımcı olabilir.