Bilim adamları TESS ile bulunan en uzun dönemli ötegezegenleri tespit edip doğruladılar

New Mexico Üniversitesi (UNM) ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bilim insanları, bugüne kadar TESS tarafından bulunan en uzun dönemli ötegezegenlerden ikisini tespit etti ve doğruladı. Bu uzun periyotlu büyük ötegezegenler bir K cüce yıldızının yörüngesindedir ve sıcak Jüpiterler olarak bilinen, 10-200 günlük yörünge periyotlarına sahip olan ve Dünya’nın yarıçapının en az altı katı olan bir gezegen sınıfına aittir. Bu son keşif, kendi güneş sistemimizdekilere benzeyen uzun dönemli gezegenleri bulmanın geleceği için heyecan verici araştırma fırsatları sunuyor.

“TOI-4600 b ve c: Erken bir K cücesinin yörüngesinde dönen iki uzun dönemli dev gezegen” başlıklı araştırma, derginin gelecek sayısında yayınlanacak. Astrofizik Dergisi Mektupları. TOI-4600 b ve c adlı dış gezegenler, Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu’ndan (TESS) alınan fotometrik veriler kullanılarak tespit edildi ve daha iyi çözünürlük sağladıkları için yerdeki teleskoplar kullanılarak gözlemlerle takip edildi.

NASA’nın her yarım küreyi yaklaşık 28 gün boyunca incelenen 13 sektöre bölen TESS tarafından benimsenen gözlem stratejisi, geçiş yapan gezegenler için tüm gökyüzünde en kapsamlı aramayı üretiyor. Bu yaklaşımın, farklı türdeki yıldızların etrafındaki hem büyük hem de küçük gezegenleri tespit etme yeteneği zaten kanıtlanmıştır. TOI-4600 örneğinde yıldız, güneşten biraz daha küçük ve daha soğuk olan, turuncu cüce olarak da bilinen bir K cüce yıldızıdır.

Ötegezegenlerin, 2 dakikalık ve 30-30 dakikalık aralıkları tarayan Bilim İşleme Operasyonları Merkezi (SPOC) boru hattı ve Hızlı Bakış Boru Hattı (QLP) tarafından doğru periyotta tespit edilebilmesi için, TESS’in gözlem aralığı dahilinde ev sahibi yıldızlarının en az iki kez geçiş yapması gerekir. sırasıyla dakika temposu TESS verileri. TESS’in toplam gökyüzü kapsamının %74’ü yalnızca 28 gün boyunca gözlemlendiğinden, tespit edilen TESS dış gezegenlerinin çoğunluğunun periyotları 40 günden daha kısadır. Dolayısıyla TOI-4600 b’nin 82,69 günlük yani yaklaşık 3 aylık, TOI–4600 c’nin ise 482,82 günlük yani 16 aylık periyotları keşiflerini daha da değerli kılıyor.

Makalenin baş yazarı New Mexico Üniversitesi’nden Ismael Mireles, UNM Fizik ve Astronomi Bölümü’nde yardımcı doçent olan Diana Dragomir ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Bern Üniversitesi’nden işbirlikçileri de dahil olmak üzere işbirlikçileri ile birlikte verileri sırayla analiz etti. Bu gezegenlerin periyotlarını ve boyutlarını ölçmek için.

Başlangıçta geçişleri tespit ettikten sonra Mireles ve ekibinin bunların gerçek gezegenler olduğunu doğrulaması ve yıldızın hangi sinyalden geldiğini belirlemesi gerekiyordu. TESS’li teşhis araçları, hedef bölgeden gelen sinyallerin gerçekten yerinde olduğunu gösterdi.

Küçük ve büyük teleskoplara erişimi olan profesyonel ve amatör gökbilimcilerden oluşan küresel bir ağ olan TESS-Takip Gözlem Programı (TFOP) Alt Grup 1’in (SG1) yardımıyla, bir geçişi gözlemlediler ve izlediler, böylece araştırmacılar için bu gezegenin varlığını doğruladılar. gerçekten de hedefte. Mireles ve ekibinin dikkate alması gereken bir diğer faktör de gezegenlerin kütleleri ve boyutlarıydı. Bunu başarmak için, ev sahibi yıldızın gezegeni çekmesi nedeniyle ev sahibi yıldızın ne kadar yalpaladığını gözlemlemek için hız ölçümlerini değiştirdiler.

“Ölçümleri aldığımızda, hedef yıldızda çok az hareket görüyorduk. Yani başladığınızda, gördüklerimizden siz sorumlu olabilirsiniz. Bu iki şey bir araya geldiğinde bunu büyük ölçüde dışladı. O noktada emindik ki, iki gezegenimiz vardı” dedi Mireles.

Araştırmacılar bu iki gezegeni ve iç gezegen TOI-4600 b’nin 82,69 gün olduğunu ve yarıçapının Dünya’nın yarıçapının yaklaşık yedi katının biraz altında olduğunu buldu. Neptün ile Satürn’ün boyutları arasındadır. TOI-4600 b adlı bu gezegenin tahmini sıcaklığı yaklaşık 170 Fahrenheit derecedir; bu sıcak, ancak gökbilimcilerin bulduğu birçok gezegenden daha soğuktur.

Bulunan ikinci gezegen TOI-4600 c, Dünya’nın yarıçapının yaklaşık dokuz buçuk katıdır, yani kabaca Satürn boyutundadır. Başlangıçta TESS’in yıldızı ilk gözlemlemesinde yalnızca bir kez geçiş yaptı ve neredeyse üç yıl sonra ikinci kez geçiş yaptı.

“İki geçişe sahip olduğunuzda, dönemlerin ne olabileceğine dair bir fikriniz olur. Aralarındaki 965 gün olabilir, bunun yarısı, üçte biri, çeyreği vb. Daha kısa dönemler göz ardı edilebilir çünkü TESS gözlemlemiştir Mireles, “Yıldız uzun bir süre boyunca yıldızın içinde kaldı, bu yüzden geriye yalnızca iki dönem kaldı: 965 gün ya da bunun yarısı.”

Araştırmacılar, olası yörünge dönemlerini karşılaştırmak ve hangisinin daha muhtemel olduğunu belirlemek için Bern Üniversitesi’nden çalışma arkadaşı Hugh Osborn tarafından geliştirilen bir modeli kullandılar ve 965’in yarısının, yani 482,82 günün daha olası olduğunu buldular. TOI-4600 c’nin 482,82 günlük periyodu, onu bugüne kadar TESS tarafından bulunan en uzun dönemli gezegen haline getiriyor ve yaklaşık -110 Fahrenheit derecelik sıcaklığıyla TESS tarafından bulunan en soğuk gezegenlerden biri.

MIT’de TOI ve İnceleme Lideri Katharine Hesse, TESS’in veri analizi konusunda Mireles ve ekiple işbirliği yaptı. Hesse, büyük miktarda verinin işlenmesine ve analiz edilmesine yardımcı oldu ve sistemi, TESS dahil olmak üzere misyonlar tarafından bulunan diğer çoklu gezegen sistemleri bağlamına yerleştirdi. TOI-4600 sisteminin keşfedilen diğer dış gezegen sistemleriyle karşılaştırılması, oluşum zamanı ve süreçleri gibi özelliklerin araştırılmasına yardımcı oldu ve araştırmacıların bu sistemi daha geniş dış gezegen sistemleri bağlamına yerleştirmeye başlamasına yardımcı oldu.

“Asıl mesele gezegen oluşumu hakkında daha fazla şey ortaya çıkarmaya çalışmak çünkü bulduğumuz dış gezegenler hakkında bildiklerimize dayanarak şu ana kadar hiçbir şey güneş sistemine gerçekten benzemiyor. İlginç olan şu ki, bu gezegen oluşumu hakkında bilgi edinmek istiyoruz. Biz Şu anda 5.000’den fazla ötegezegen var, ancak bu sistemlerin hiçbiri gerçekten güneş sistemine benzemiyor. Biz de bu farklı sistem türlerinin nasıl oluştuğunu ve göç ettiğini öğrenmek istiyoruz” dedi Mireles.

Mireles ve araştırmacılar, iki uzun periyotlu dev gezegenin keşfi nedeniyle bu bulgularla ilgileniyorlar; bu, bulunan güneş sisteminin dört dev uzun mesafeye veya uzun periyotlu bir uzun mesafeye sahip olmasına rağmen, gökbilimcilerin sıklıkla göremediği bir konfigürasyondur.

Bu, Mireles’in işaret ettiği gibi, daha fazla araştırma tartışmasına ve sorusuna yol açıyor: “Bunların nasıl oluştuğunu öğrenmek istiyoruz? Bu sistemde başka gezegenler var mı? Bu bize, bu dev gezegenlerin orada bulunabilecek daha küçük gezegenleri nasıl etkilediği hakkında bir şeyler söylüyor mu? orada olmayabilirler ve neden orada değiller? Hâlâ öğrenmek istediğimiz şeyler var ve bunlar bize gezegen oluşumu hakkında çok şey anlatacak.”

Son olarak Mireles, yurttaş bilim insanlarının ve astronomi meraklılarının bu araştırma keşfine katılmaları için bir eylem çağrısını teşvik ediyor. 16 Ekim Pazartesi günü, dış gezegenin periyodunun gerçekten 482 gün olduğunu doğrulamak için ilgilenen ve onu gözlemlemek isteyenler için başka bir olası geçiş fırsatı ortaya çıkacak. Daha küçük teleskoplara sahip kişiler de, eğer doğru araçlara sahiplerse katılabilirler.

“Kendi teleskoplarına sahip olan ve tüm bu gözlemlerde bize yardımcı olan yurttaş bilim insanları veya amatör gökbilimciler kesinlikle var. Teleskoplara erişimi olan ve ilgilenilen yıldızda bir geçiş olayının meydana geldiğini esasen doğrulayan bir grup insan var. ” dedi Mireles.

“Emekli ya da farklı bir işte çalışan ama aynı zamanda amatör gökbilimci olan insanlar, bu gezegenlerin doğrulanmasına yardımcı olmak için çok yararlı verilerle katkıda bulunuyorlar. Ürettikleri sonuçlar profesyonel kalitede. Bu kendini adamış yurttaş bilim adamlarının çabaları, UNM Fizik ve Astronomi Bölümü’nde yardımcı doçent olan Dragomir, bu gezegenlerin onaylanması süreci açısından kritik öneme sahip olduğunu belirtti.