Gökbilimciler altı ötegezegenin kütlelerini, yörünge özelliklerini ve atmosferik özelliklerini analiz ediyor

Yakın zamanda keşfedilen, altı doğrulanmış dış gezegen ve olası bir yedinci gezegenden oluşan bir güneş sistemi, gökbilimcilerin gezegen oluşumu ve evrimi hakkındaki bilgilerini artırıyor. Irvine Kaliforniya Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, dünya çapındaki gözlemevleri ve enstrümanlardan oluşan bir cephaneliğe dayanarak, dış gezegenlerin kütleleri, yörünge özellikleri ve atmosferik özelliklerine ilişkin şimdiye kadarki en hassas ölçümleri derledi.

Bugün yayınlanan bir makalede Astronomi Dergisiile araştırmacılar, Dünya’dan 270 ışıkyılı uzaklıktaki Samanyolu galaksisindeki bir cüce yıldız olan TOI-1136’nın yörüngesindeki dış gezegenlerin kapsamlı bir tanımını sağlayan TESS-Keck Araştırması’nın sonuçlarını paylaşıyorlar. Çalışma, ekibin Transiting Exoplanet Survey Uydusu’ndan elde edilen verileri kullanarak 2019 yılında yıldız ve ötegezegenlere ilişkin ilk gözleminin devamı niteliğindedir. Bu proje, yörüngedeki gezegenlerin birbirlerine uyguladığı çekim kuvvetinin bir ölçüsü olan geçiş zamanlama değişimlerini saatleyerek ötegezegenlerin kütlelerine ilişkin ilk tahmini sağladı.

En son çalışmada araştırmacılar TTV verilerini yıldızın radyal hız analiziyle birleştirdi. Kaliforniya’nın Hamilton Dağı’ndaki Lick Gözlemevi’ndeki Otomatik Gezegen Bulucu teleskopunu ve Hawaii’nin Mauna Kea’sındaki WM Keck Gözlemevi’ndeki Yüksek Çözünürlüklü Echelle Spektrometresini kullanarak, Doppler etkisinin kırmızıya kayması ve maviye kayması yoluyla yıldız hareketindeki hafif değişiklikleri tespit edebildiler. benzeri görülmemiş bir hassasiyetle gezegensel kütle okumalarını belirlemelerine yardımcı oldu.

Bu güneş sistemindeki gezegenler hakkında bu kadar kesin bilgi elde etmek için ekip, TTV verileri üzerine yerleştirilmiş yüzlerce radyal hız ölçümünü kullanarak bilgisayar modelleri oluşturdu. Başyazar Corey Beard, UCI Ph.D. Fizik bölümü adayı, bu iki tür okumayı birleştirmenin sistem hakkında her zamankinden daha fazla bilgi sağladığını söyledi.

Beard, “Çok fazla deneme yanılma gerektirdi, ancak ötegezegen literatüründe bugüne kadarki en karmaşık gezegen sistemi modellerinden birini geliştirdikten sonra elde ettiğimiz sonuçlardan gerçekten memnun kaldık” dedi.

UCI fizik ve astronomi doçenti Paul Robertson’a göre çok sayıda gezegen, astronomi ekibine daha fazla araştırma yapma konusunda ilham veren faktörlerden biri.

“TOI-1136’yı araştırma açısından son derece avantajlı olarak gördük, çünkü bir sistemin birden fazla ötegezegeni olduğunda, ev sahibi yıldıza bağlı olan gezegen evriminin etkilerini kontrol edebiliriz ve bu da bize yol açan bireysel fiziksel mekanizmalara odaklanmamıza yardımcı olur. sahip oldukları özelliklere sahip olan bu gezegenlere” dedi.

Robertson, gökbilimciler ayrı güneş sistemlerindeki gezegenleri karşılaştırmaya çalıştıklarında, yıldızların farklı özelliklerine ve galaksinin farklı kısımlarındaki konumlarına bağlı olarak farklılık gösterebilecek birçok değişkenin bulunduğunu ekledi. Aynı sistemdeki ötegezegenlere bakmanın, benzer bir geçmişe sahip gezegenlerin incelenmesine olanak sağladığını söyledi.

Yıldız standartlarına göre TOI-1136 genç, yalnızca 700 milyon yaşında, bu da ötegezegen avcılarını cezbeden bir başka özellik. Robertson, genç yıldızlarla çalışmanın hem “zor hem de özel” olduğunu çünkü çok aktif olduklarını söyledi. Bir yıldızın gelişiminin bu aşamasında manyetizma, güneş lekeleri ve güneş patlamaları daha yaygın ve yoğundur ve bunun sonucunda ortaya çıkan radyasyon patlamaları ve gezegenleri şekillendirerek atmosferlerini etkiler.

TOI-1136’nın doğruladığı dış gezegenler, TOI-1136 b’den TOI-1136 g’ye kadar, uzmanlar tarafından “alt-Neptünler” olarak sınıflandırılıyor. Robertson, en küçüğünün Dünya’nın yarıçapının iki katından daha büyük olduğunu, diğerlerinin ise Uranüs ve Neptün’ün boyutlarıyla karşılaştırılabilecek şekilde Dünya’nın dört katı yarıçapına kadar olduğunu söyledi.

Araştırmaya göre tüm bu gezegenler, Merkür’ün Dünya güneşinin etrafında dönmesi için gereken 88 günden daha kısa bir sürede TOI-1136’nın etrafında dönüyor. Robertson, “Bütün güneş sistemini yıldızın etrafındaki bir bölgeye sıkıştırıyoruz, o kadar küçük ki, gezegen sistemimizin tamamı bunun dışında kalacak.” dedi.

UCI Ph.D. ortak yazarı Rae Holcomb, “Bunlar bizim için tuhaf gezegenler çünkü güneş sistemimizde tam olarak onlara benzeyen bir şey yok” dedi. fizik adayı. “Fakat diğer gezegen sistemlerini daha fazla araştırdıkça, galaksideki en yaygın gezegen türü olabileceklerini görüyoruz.”

Bu güneş sisteminin bir başka tuhaf bileşeni de yedinci bir gezegenin henüz doğrulanmamış olası varlığıdır. Araştırmacılar sistemde başka bir rezonans kuvvetinin olduğuna dair bazı kanıtlar tespit ettiler. Robertson, gezegenlerin birbirlerine yakın yörüngelerde dönerken birbirlerini çekimsel olarak çekebileceklerini açıkladı.

“Piyanoda çalınan bir akoru duyduğunuzda ve bu size hoş geliyorsa, bunun nedeni duyduğunuz notalar arasında rezonans, hatta boşluk olmasıdır” dedi. “Bu gezegenlerin yörünge dönemleri benzer şekilde aralıklıdır. Ötegezegenler rezonansta olduğunda, çekişler her zaman aynı yönde olur. Bu istikrarsızlaştırıcı bir etkiye sahip olabilir veya özel durumlarda yörüngelerin değişmesine neden olabilir. Daha stabil.”

Robertson, ekibinin bu sistemdeki ötegezegenlerle ilgili tüm sorularını yanıtlamak bir yana, araştırmanın araştırmacıların özellikle gezegen atmosferlerinin bileşimi hakkında ek bilgi edinme isteği uyandırdığını belirtti. Kendisi, bu araştırma hattına en iyi şekilde NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun gelişmiş spektroskopi yetenekleri yoluyla yaklaşılabileceğini söyledi.

UC Gözlemevleri müdür yardımcısı Matthew Shetrone, “Hem UCO’nun Lick Gözlemevi’nin hem de Keck Gözlemevi’nin gerçekten önemli bir sistemin karakterizasyonunda yer almasından gurur duyuyorum” dedi. “Aynı sistemde bu kadar çok orta büyüklükte gezegenin olması, oluşum senaryolarını test etmemize olanak sağlıyor. Bu gezegenler hakkında gerçekten daha fazla bilgi edinmek istiyorum! Aynı güneş sisteminde erimiş kaya dünyası, su dünyası ve buz dünyası bulabilir miyiz? ? Neredeyse bilim kurgu gibi geliyor.”