TESS Şimdiye Kadarki En Uzun Yörüngeye Sahip Ötegezegeni Keşfetti

Buzlu gaz devi, aynı zamanda sıcak bir Jüpiter’e de ev sahipliği yapan bir sistemde keşfedildi.

Güneş sistemimizin ötesinde var olduğu bilinen 5.000’den fazla gezegenin çoğu, yıldızlarının etrafında şaşırtıcı derecede yakın mesafede yörüngede dönüyor. Onaylanmış ötegezegenlerin yüzde 80’inden fazlasının 50 günden daha kısa yörüngeleri var ve bu sıcak dünyalar yıldızlarına, Merkür’ün güneşimize olduğundan en az iki kat daha yakın, hatta bazıları bundan daha yakın.

Uzak Dünyalarda Yeni Bir Keşif

Gökbilimciler bu gezegenlerin oluşumu, evrimi ve bileşimi hakkında genel bir resim elde etmeye başlıyorlar. Ancak daha uzun yörünge dönemlerine sahip gezegenler için tablo çok daha bulanıktır. Aylar, hatta yıllar süren yörüngelere sahip uzak dünyaların tespit edilmesi daha zordur ve dolayısıyla bunların özelliklerinin ayırt edilmesi daha zordur.

Artık uzun dönemli gezegenler listesine iki giriş daha eklendi. Gökbilimciler MİTNew Mexico Üniversitesi ve başka yerlerdeki bilim insanları, Dünya’dan 815 ışıkyılı uzaklıktaki yakın bir yıldız olan TOI-4600’ün yörüngesinde dönen iki uzun dönemli gezegeni içeren nadir bir sistem keşfettiler.

Ekip, yıldızın, Merkür’ünkine benzer şekilde 82 günlük bir yörüngeye sahip bir iç gezegene ev sahipliği yaptığını, ikinci bir dış gezegenin ise her 482 günde bir tur atarak onu Dünya ile Dünya’nın yörüngeleri arasında bir yere yerleştirdiğini keşfetti. Mars.

NASA’nın Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusunun (TESS) iş başındaki illüstrasyonu. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi

TESS’in Verilerini Çözmek

Değerli keşif, veriler kullanılarak yapıldı. NASAGeçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu veya TESS — dış gezegen belirtileri açısından en yakın yıldızları izleyen MIT liderliğindeki bir görev. Yeni ve daha uzaktaki gezegen, TESS’in bugüne kadar tespit ettiği en uzun periyoda sahip. Aynı zamanda yaklaşık -117 derece ile en soğuklardan biridir. Fahrenhaytiç gezegen ise daha ılıman bir 170 derece Fahrenheit’tir.

Her iki gezegen de muhtemelen gaz devleridir. Jüpiter Ve Satürniç gezegenin bileşimi daha çok gaz ve buz karışımı olabilir. İki gezegen, gezegenin çoğunluğunu oluşturan sıcak, kısa yörüngeli gezegenler olan “sıcak Jüpiterler” arasındaki boşluğu kapatıyor. dış gezegen keşifler ve güneş sistemimizdeki çok daha soğuk, daha uzun süreli gaz devleri.

MIT’nin Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nde teknik personel olan ekip üyesi Katharine Hesse, “Bu uzun dönemli sistemler nispeten keşfedilmemiş bir aralıktır” diyor. “Güneş sistemimizin orada bulduğumuz diğer sistemlerle karşılaştırıldığında nerede düştüğünü görmeye çalışırken, bu karşılaştırmayı daha iyi anlamak için gerçekten daha uç durum örneklerine ihtiyacımız var. Çünkü bulduğumuz pek çok sistem bizim güneş sistemimize hiç benzemiyor.”

Hesse ve aralarında New Mexico Üniversitesi’nde (UNM) yüksek lisans öğrencisi olan başyazar Ismael Mireles’in de bulunduğu meslektaşları, sonuçlarını 30 Ağustos’ta yayınladılar. Astrofizik Günlük Mektupları.

TESS Nasıl Çalışır?

TESS, gökyüzünün bir parçasını işaret ederek ve bir sonraki yamaya geçmeden önce 30 gün boyunca o sektördeki yıldızların parlaklığını sürekli olarak ölçerek en yakın yıldızları ötegezegen belirtileri açısından izliyor. Bilim insanları, bir gezegenin yıldızının önünden geçmesinin neden olabileceği parlaklık düşüşlerini tespit etmek için ölçümleri taramak amacıyla “boru hatlarını” veya algoritmik aramaları kullanıyor.

2020’de bir boru hattı, kuzey gökyüzünde, Draco takımyıldızına yakın bir yıldızdan olası bir geçiş tespit etti. Yıldız, TOI-4600 (TESS İlgi Nesnesi) olarak sınıflandırıldı. İlk geçiş, tek geçiş olaylarında daha uzun dönemli gezegenlerin işaretlerini arayan MIT, UNM ve başka yerlerdeki bilim adamlarından oluşan bir ekip olan TESS Tek Geçiş Gezegen Adayı Çalışma Grubu tarafından ayrıntılı olarak incelendi.

Hesse, “TESS gibi, yalnızca gökyüzünün her bölgesine 30 gün boyunca bakan görevlerde, yörüngeleri bir aydan uzun olan gezegenleri bulmak için yeterli veriyi elde edebilmek amacıyla gözlem sayısını gerçekten biriktirmeniz gerekiyor” diyor. .

Grup, yıldızı TESS verilerinin diğer sektörlerinde aradı ve sonunda ilkine benzer üç geçiş daha tespit etti. Bu dört olaydan bilim insanları, kaynağın 82 günlük nispeten uzun bir yörüngeye sahip bir gezegen (TOI-4600b) olduğunu belirleyebildiler. Ekip ayrıca diğer sinyallerle senkronize olmasa da beşinci bir geçişi de tespit etti. Merak ettiler: Geçiş, ilkini geçici olarak gölgede bırakan başka bir yıldızdan olabilir mi? Yoksa yörüngesinde dönen ikinci bir gezegen olabilir mi?

Devleri Keşfetmek

2021’de Mireles gruba katıldığında, TESS’ten son, kafa karıştırıcı geçişi açıklayacak daha fazla gözlem arayarak ekibin kaldığı yerden devam etti.

Mireles, “Gelen her veri sektörüyle ikinci bir geçişin olup olmadığına baktım ama ilk beş sektörde yoktu” diye anımsıyor Mireles. “Sonra geçen yılın temmuz ayında bir şey gördük.”

Aslında iki şey gördüler: Aynı 82 günlük döngüde ortaya çıkan ve uzun yörüngede dönen bir gezegenin varlığını daha da doğrulayan bir geçiş; ve önceki senkronize olmayan geçişten 964 gün sonra tespit edilen ikinci bir geçiş. Bu son iki geçişin derinliği veya azalan ışık miktarı bakımından benzer olması, her ikisinin de yıldızın etrafında dönen tek bir nesne tarafından ya 964 günde bir ya da 482 günde bir üretildiğini akla getiriyor. Sonuçta ekip, TESS’in 482. günde gezegen geçişini yakalamak için yıldızın yönüne bakmış olamayacağını düşündü. Ekip, bir gezegenin her iki yörünge periyodunda nasıl görüneceğini simüle etmek için bir model kullandı ve 482 günlük yörüngenin daha olası olduğu sonucuna vardı.

Araştırmacılar, iki uzun dönemli gezegen belirlediklerini daha da doğrulamak için birden fazla yer tabanlı teleskop kullanarak yıldıza odaklandılar. Bu gözlemler, ekibin ikinci bir yıldızın ana yıldızı gölgede bırakması gibi yanlış pozitif senaryoları elemesine yardımcı oldu. Sonunda, yıldızın gerçekten de iki uzun dönemli gezegene ev sahipliği yaptığı sonucuna vardılar: sıcak, Jüpiter benzeri bir dev olan TOI-4600b; ve TOI-4600c, ayaz, buzlu bir dev ve bugüne kadar TESS tarafından tespit edilen en uzun dönemli gezegen.

Hesse, “Bir sistemde iki dev gezegen görmemiz nispeten nadirdir” diyor. “Yıldızlarına yakın olan sıcak Jüpiterleri görmeye alışkınız ve bırakın dev yoldaşları, genellikle onlara yoldaş bile bulamıyoruz. Bu sistem daha benzersiz bir konfigürasyon.”

İki gezegen arasındaki mesafenin Merkür ile Mars arasındaki mesafeye yakın olması, sistemde başka gezegenlerin de olabileceğine işaret ediyor.

Mireles, “Daha fazla gezegene dair kanıt olup olmadığını görmek istiyoruz” diyor. “Potansiyel gezegenler için kesinlikle çok fazla yer var, ister yakında ister uzakta olsun. Ve TESS’in hem sıcak hem de soğuk Jüpiterleri bulma yeteneğine sahip olduğunu gösteriyoruz.”

Referans: Ismael Mireles, Diana Dragomir, Hugh P. Osborn, Katharine Hesse, Karen A. Collins, Steven Villanueva, Allyson Bieryla, David R. Ciardi, Keivan G. Stassun, Mallory Harris, Jack J. Lissauer, Richard P. Schwarz, Gregor Srdoc, Khalid Barkaoui, Arno Riffeser, Kim K. McLeod, Joshua Pepper, Nolan Grieves, Vera Maria Passegger, Solène Ulmer-Moll, Joseph E. Rodriguez, Dax L. Feliz, Samuel Quinn, Andrew W. Boyle, Michael Fausnaugh, Michelle Kunimoto, Pamela Rowden, Andrew Vanderburg, Bill Wohler, Jon M. Jenkins, David W. Latham, George R. Ricker, Sara Seager ve Joshua N. Winn, 30 Ağustos 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/aceb69

Bu araştırma kısmen NASA tarafından desteklendi.