Penn State araştırmacıları, mevcut gezegen ve yıldız oluşumu teorilerine meydan okuyan, aşırı soğuk bir cüce yıldızın etrafında dönen olağanüstü derecede büyük bir gezegen keşfettiler. LHS 3154b olarak adlandırılan gezegenin kütlesi Dünya’nın kütlesinin 13 katından fazladır; ev sahibi yıldızı LHS 3154 ise güneşten önemli ölçüde daha düşük bir kütleye sahiptir. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Penn State’teki araştırmacılar, aşırı soğuk bir cüce yıldızın yörüngesinde dönen, alışılmadık derecede büyük bir gezegen olan LHS 3154b’yi keşfettiler. Mevcut teorilerle çelişen bu bulgu, yıldız ve gezegen oluşum süreçlerinin yeniden değerlendirilmesine yol açıyor.
Penn State araştırmacılarına göre, kendi güneşi için çok büyük bir gezegenin keşfi, gezegenlerin ve güneş sistemlerinin oluşumu hakkında daha önce anlaşılan şeyleri sorguluyor.
30 Kasım’da dergide yayınlanan bir makalede BilimAraştırmacılar, kendisi de Güneş’ten dokuz kat daha az kütleye sahip olan “ultracool” yıldız LHS 3154’ün yörüngesinde dönen, Dünya’nın 13 katından daha büyük bir gezegenin keşfedildiğini bildiriyor. Yeni bulunan gezegenin, ev sahibi yıldızıyla kütle oranı, Dünya ve Güneş’inkinden 100 kat daha fazla.
Bu video, güneşi açısından mevcut modellerin tahmin edebileceğinden çok daha büyük bir gezegeni içeren, yeni keşfedilen LHS 3154 sisteminin sanatsal bir temsilidir. Kredi bilgileri: Abigail Hope Minnich
Güncel Teorilere meydan okumak
Bulgu, evrendeki en az kütleli ve en soğuk yıldız olan ultra soğuk bir cüce yıldızın etrafında yakın bir yörüngede bulunan bilinen en büyük gezegeni ortaya çıkarıyor. Keşif, mevcut teorilerin küçük yıldızların etrafında gezegen oluşumuna ilişkin tahminlerine aykırıdır ve ilk kez bu kadar yüksek kütleye sahip bir gezegenin, bu kadar düşük kütleli bir yıldızın yörüngesinde tespit edildiğine işaret etmektedir.
Makalenin ortak yazarı ve Penn State’den Verne M. Willaman Astronomi ve Astrofizik Profesörü Suvrath Mahadevan, “Bu keşif gerçekten de evren hakkında ne kadar az şey bildiğimizi ortaya koyuyor” dedi. “Bu kadar düşük kütleli bir yıldızın etrafında bu kadar ağır bir gezegenin var olmasını beklemiyorduk.”
LHS 3154 sistemi ile kendi Dünyamız ve güneşimiz arasındaki kitlesel karşılaştırmanın sanatsal bir sunumu. Kredi bilgileri: Penn Eyalet Üniversitesi
Yıldızların ve Gezegenlerin Oluşumu
Yıldızların büyük gaz ve toz bulutlarından oluştuğunu açıkladı. Yıldız oluştuktan sonra gaz ve toz, yeni doğan yıldızın yörüngesinde dönen ve sonunda gezegenlere dönüşebilecek malzeme diskleri olarak kalır.
Mahadevan, “Düşük kütleli yıldız LHS 3154’ün etrafındaki gezegen oluşturan diskin, bu gezegeni oluşturmaya yetecek katı kütleye sahip olması beklenmiyor” dedi. “Ama o orada bir yerde, bu yüzden şimdi gezegenlerin ve yıldızların nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı yeniden incelememiz gerekiyor.”
Penn Eyaleti araştırmacıları Suvrath Mahadevan ve Megan Delamer, küçük bir yıldızın etrafında dönen devasa bir gezegenin keşfini açıklıyor. Kredi bilgileri: Penn Eyalet Üniversitesi
HPF Kullanarak Keşif
Araştırmacılar, Mahadevan liderliğindeki bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından Penn State’te inşa edilen astronomik spektrografı kullanarak LHS 3154b adlı büyük boyutlu gezegeni tespit etti. Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu veya HPF olarak adlandırılan cihaz, güneş sistemimizin dışındaki en soğuk yıldızların yörüngesinde dönen ve yüzeylerinde yaşam için önemli bir bileşen olan sıvı su bulundurma potansiyeli olan gezegenleri tespit etmek için tasarlandı.
Ultra Soğuk Yıldızların Etrafındaki Gezegenlerin Tespiti
Güneşimiz gibi yıldızların çevresinde bu tür gezegenleri tespit etmek çok zor olsa da, aşırı soğuk yıldızların düşük sıcaklığı, yüzeylerinde sıvı su bulundurabilen gezegenlerin, yıldızlarına Dünya ve Güneş’e göre çok daha yakın olduğu anlamına geliyor. Mahadevan, bu gezegenler ve yıldızları arasındaki bu kısa mesafenin, aşırı soğuk yıldızların düşük kütlesiyle birleştiğinde, gezegenin varlığını bildiren tespit edilebilir bir sinyalle sonuçlandığını açıkladı.
“Bunu yıldızın bir kamp ateşi gibi düşünün. Ateş ne kadar soğursa, ısınmak için o ateşe o kadar yaklaşmanız gerekecek” dedi Mahadevan. “Aynı şey gezegenler için de geçerli. Yıldız daha soğuksa, sıvı su içerecek kadar sıcak olması için gezegenin o yıldıza daha yakın olması gerekir. Eğer bir gezegen, ultra soğuk yıldızına yeterince yakın bir yörüngeye sahipse, onu, yörüngedeki bir gezegen tarafından çekilirken yıldızın spektrumundaki veya ışığındaki renkteki çok hafif bir değişikliği görerek tespit edebiliriz.”
LHS 3154b’den düşük kütleli yıldıza doğru olası görüntünün sanatsal sunumu. Büyük kütlesi göz önüne alındığında, LHS 3154b muhtemelen Neptün benzeri bir bileşime sahiptir. Kredi bilgileri: Penn State
HPF’nin Önemi
Teksas’taki McDonald Gözlemevi’ndeki Hobby-Eberly Teleskobu’nda bulunan HPF, yakın yıldızlardan gelen bu tür kızılötesi sinyallerin bugüne kadarki en yüksek hassasiyetteki ölçümlerinden bazılarını sağlıyor.
Guðmundur Stefánsson şöyle konuştu: “HPF ile keşif yapmak ekstra özeldi çünkü bu, en düşük kütleli yıldızların etrafındaki keşfedilmemiş gezegen nüfusuna bakmak amacıyla sıfırdan tasarladığımız, geliştirdiğimiz ve inşa ettiğimiz yeni bir cihaz.” NASA Astrofizik alanında Sagan Üyesi Princeton Üniversitesi ve HPF’nin geliştirilmesine yardımcı olan ve Penn State’te yüksek lisans öğrencisi olarak bu çalışmada çalışan makalenin baş yazarı. “Şimdi, en yakın yıldızlardan bazılarının yörüngesinde dönen bu heyecan verici gezegen popülasyonunun yeni ve beklenmedik yönlerini öğrenerek meyvelerini topluyoruz.”
Cihaz zaten kritik bilgiler verdi. keşif ve doğrulama Stefánsson, yeni gezegenlerin keşfedildiğini açıkladı ancak LHS 3154b gezegeninin keşfi tüm beklentileri aştı.
Gezegen Oluşumu Teorilerini Yeniden Düşünmek
Penn State’de astronomi yüksek lisans öğrencisi ve araştırmanın ortak yazarı Megan Delamer, “HPF ve diğer cihazlarla yapılan mevcut araştırma çalışmalarına dayanarak, keşfettiğimiz nesneye benzer bir nesnenin muhtemelen son derece nadir olduğunu, dolayısıyla onu tespit etmek gerçekten heyecan vericiydi” dedi. kağıt. “Gezegen oluşumuna ilişkin mevcut teorilerimiz, gördüklerimizi açıklamakta zorluk yaşıyor.”
Delamer, LHS 3154 yıldızının yörüngesinde dönen devasa bir gezegenin keşfedilmesi durumunda, ekibin ölçümleriyle ortaya çıkan ağır gezegen çekirdeğinin, gezegen oluşturan diskte mevcut modellerin öngördüğünden daha fazla miktarda katı madde gerektireceğini açıkladı. Bu bulgu aynı zamanda, LHS 3154 gibi diski çevreleyen yıldızların (genç ve yeni oluştuklarında) toz-kütlesi ve toz-gaz oranının 10 kat daha yüksek olması gerektiğinden, yıldızların oluşumuna ilişkin önceki anlayışlara ilişkin soruları da gündeme getiriyor. Ekibin keşfettiği kadar büyük bir gezegen oluşturmak için gözlemlenenden daha fazla.
Mahadevan, “Keşfettiğimiz şey, mevcut tüm gezegen oluşumu teorileri için olağanüstü bir test durumu sağlıyor” dedi. “HPF’yi tam da bunu yapmak için inşa ettik; galaksimizdeki en yaygın yıldızların nasıl gezegen oluşturduğunu keşfetmek ve bu gezegenleri bulmak.”
Referans: “Bir Neptün-yığın dış gezegen Guðmundur Stefánsson, Suvrath Mahadevan, Yamila Miguel, Paul Robertson, Megan Delamer, Shubham Kanodia, Caleb I. Cañas, Joshua N. Winn, Joe P. Ninan, Ryan C. Terrien, Rae Holcomb, Eric B. Ford, Brianna Zawadzki, Brendan P. Bowler, Chad F. Bender, William D. Cochran, Scott Diddams, Michael Endl, Connor Fredrick, Samuel Halverson, Fred Hearty, Gary J. Hill, Andrea SJ Lin, Andrew J. Metcalf, Andrew Monson, Lawrence Ramsey, Arpita Roy, Christian Schwab, Jason T. Wright ve Gregory Zeimann, 30 Kasım 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.abo0233
Makaledeki diğer Penn State yazarları Eric Ford, Brianna Zawadzki, Fred Hearty, Andrea Lin, Lawrence Ramsey ve Jason Wright’tır. Makaledeki diğer yazarlar Princeton Üniversitesi’nden Joshua Winn, Leiden Üniversitesi’nden Yamila Miguel, Irvine’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden Paul Robertson ve Kaliforniya Üniversitesi’nden Rae Holcomb, Kaliforniya Üniversitesi’nden Shubham Kanodia’dır. Carnegie Bilim EnstitüsüNASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Caleb Cañas, Hindistan Tata Temel Araştırma Enstitüsü’nden Joe Ninan, Carleton College’dan Ryan Terrien, Brendan Bowler, William Cochran, Michael Endl ve Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Gary Hill, The University of Texas’tan Chad Bender Arizona Üniversitesi, Scott Diddams, Colorado Üniversitesi’nden Connor Fredrick ve Andrew Metcalf, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan Samuel Halverson, Arizona Üniversitesi’nden Andrew Monson, Johns Hopkins Üniversitesi’nden Arpita Roy, Avustralya Macquarie Üniversitesi’nden Christian Schwab ve UT Austin’deki Hobby-Eberly Teleskobu’ndan Gregory Zeimann.
Çalışma, Penn State’teki Ötegezegenler ve Yaşanabilir Dünyalar Merkezi, Pennsylvania Uzay Hibe Konsorsiyumu, Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi, Ulusal Bilim Vakfı ve Heising-Simons Vakfı tarafından finanse edildi.