Araştırmacılar, CHEOPS ile yakalanması zor gezegenleri tespit ediyor

Avrupalı ​​gökbilimcilerden oluşan uluslararası bir ekip, CHEOPS uzay teleskobunun yardımıyla dört yeni ötegezegenin varlığını net bir şekilde belirlemeyi başardı. Dört mini Neptün daha küçük ve daha soğuktur ve bolca bulunan sözde Sıcak Jüpiter ötegezegenlerinden daha zor bulunur. Ortaya çıkan dört makaleden ikisi, aynı zamanda National Center of Competence in Research (NCCR) Planets üyesi olan Bern Üniversitesi ve Cenevre Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yönetiliyor.

CHEOPS, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve İsviçre’nin Bern Üniversitesi liderliğinde Cenevre Üniversitesi ile işbirliği içinde yürüttüğü ortak bir görevdir. Aralık 2019’daki lansmanından bu yana, CHEOPS’un son derece hassas ölçümleri, ötegezegenler alanında birçok önemli keşfe katkıda bulunmuştur.

NCCR PlanetS üyeleri, Bern ve Cenevre Üniversitelerinden Dr. Solène Ulmer-Moll ve Bern Üniversitesinden Dr. Hugh Osborn, bir dizi yakalanması zor ötegezegeni tespit etmek için CHEOPS ve NASA uydusu TESS’in benzersiz sinerjisinden yararlandı. Sırasıyla TOI 5678 b ve HIP 9618 c olarak adlandırılan gezegenler, 4.9 ve 3.4 Dünya yarıçaplarıyla Neptün boyutunda veya biraz daha küçük.

İlgili makaleler dergilerde yeni yayınlandı Astronomi ve Astrofizik Ve Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri. Aynı dergilerde yayın yapan uluslararası ekibin diğer iki üyesi, Cambridge Üniversitesi’nden (Birleşik Krallık) Amy Tuson ve ELTE Gothard Astrofizik Gözlemevi’nden (Macaristan) Dr. Zoltán Garai, diğer gezegenlerdeki benzer iki gezegeni belirlemek için aynı tekniği kullandılar. sistemler.

İki uydunun sinerjisi

CHEOPS uydusu, yörüngedeki bir gezegen tesadüfen yıldızının önünden bizim bakış açımızdan geçtiğinde meydana gelen hafif kararmayı yakalamak için yıldızların parlaklığını gözlemler. Bilim adamları, “geçişler” olarak adlandırılan bu karartma olaylarını araştırarak, güneşimiz dışındaki yıldızların yörüngesinde olduğu bilinen binlerce ötegezegenin çoğunu keşfetmeyi başardılar.

“NASA’nın TESS uydusu, en zorlu küçük gezegenler için bile ötegezegenlerin geçişlerini saptamada çok başarılı. Ancak, gökyüzünün çoğunu hızla taramak için görüş alanını 27 günde bir değiştiriyor, bu da daha uzun yörüngedeki gezegenleri bulmasını engelliyor. dönemler,” diye açıklıyor Hugh Osborn.

Yine de TESS uydusu, TOI 5678 ve HIP 9618 yıldızları etrafında tek geçişleri gözlemleyebildi. İki yıl sonra aynı görüş alanına döndüğünde, aynı yıldızlar etrafında benzer geçişleri tekrar gözlemleyebildi. Bu gözlemlere rağmen, bilgiler eksik olduğundan, bu yıldızların etrafında gezegenlerin varlığına kesin olarak karar vermek hala mümkün değildi.

Solène Ulmer-Moll, “CHEEPS burada devreye giriyor: Her seferinde tek bir yıldıza odaklanan CHEOPS, eksik bilgi parçalarını bulmak için bu yıldızları gözlemlemeye devam etmek için mükemmel olan bir takip görevidir,” diye tamamlıyor.

Uzun bir ‘saklambaç’ oyunu

Ötegezegenlerin varlığından şüphelenen CHEOPS ekibi, ek geçişleri tespit etme umuduyla körü körüne değerli gözlem zamanını harcamaktan kaçınmak için bir yöntem tasarladı. TESS tarafından gözlemlenen geçişlerin sağladığı çok az ipucuna dayanan hedefli bir yaklaşım benimsediler. Buna dayanarak Osborn, her gezegen için aday dönemler öneren ve önceliklendiren bir yazılım geliştirdi. Osborn, “Daha sonra CHEOPS uydusunu kullanarak gezegenlerle bir tür ‘saklambaç’ oyunu oynuyoruz” diyor.

“CHEEPS’i belirli bir zamanda bir hedefe yönlendiriyoruz ve bir geçiş gözlemleyip gözlemlemediğimize bağlı olarak, bazı olasılıkları ortadan kaldırabilir ve yörünge dönemi için benzersiz bir çözüm bulunana kadar başka bir zamanda tekrar deneyebiliriz.” Bilim adamlarının iki ötegezegenin varlığını net bir şekilde doğrulaması ve TOI 5678 b’nin 48 günlük, HIP 9618 c’nin ise 52,5 günlük bir periyoda sahip olduğunu belirlemesi sırasıyla beş ve dört deneme gerektirdi.

JWST için ideal hedefler

Bilim adamları için hikaye burada bitmiyor. Yeni bulunan kısıtlı periyotlarla, radyal hız adı verilen başka bir teknik kullanarak yer tabanlı gözlemlere dönebildiler; bu, ekibin TOI 5678 b ve HIP 9618 c için sırasıyla 20 ve 7,5 Dünya kütlesinin kütlelerini belirlemesini sağladı.

Bir gezegenin hem boyutu hem de kütlesi ile yoğunluğu bilinir ve bilim adamları onun neyden yapıldığı hakkında bir fikir edinebilirler. Ancak mini-Neptünler için yoğunluk yeterli değil ve gezegenlerin bileşimine ilişkin hala birkaç hipotez var: bunlar ya çok gazlı kayalık gezegenler ya da su açısından zengin ve çok buharlı bir atmosfere sahip gezegenler olabilir. ,” diye açıklıyor Ulmer-Moll.

Ulmer-Moll, “Yeni keşfedilen dört ötegezegen parlak yıldızların yörüngesinde döndüklerinden, aynı zamanda onları James Webb Uzay Teleskobu JWST’nin misyonu için birincil ilgi hedefleri haline getiriyor, bu da bileşimlerinin bilmecesini çözmeye yardımcı olabilir,” diyor Ulmer-Moll.

Şimdiye kadar gözlemlenen dış gezegen atmosferlerinin çoğu, ana yıldızlarına yakın yörüngede dönen çok büyük ve sıcak dış gezegenler olan Sıcak Jüpiterlerden alınmıştır. “Tespit ettiğimiz dört yeni gezegenin ‘yalnızca’ 217 ila 277ºC gibi çok daha ılımlı sıcaklıkları var. Bu sıcaklıklar, aksi takdirde Sıcak Jüpiterlerin yoğun ısısıyla yok olacak olan bulutların ve moleküllerin hayatta kalmasını sağlıyor. Ve potansiyel olarak onlar tarafından tespit edilebilirler. JWST”, Osborn’un açıkladığı gibi.

Sıcak Jüpiter’lerden daha küçük boyutlu ve daha uzun yörünge periyoduna sahip olan yeni keşfedilen dört gezegen, geçiş yapan Dünya benzeri gezegenlerin gözlemlenmesine yönelik ilk adımdır.