Gizemli Mini-Neptün Ötegezegenlerinin Sürpriz Keşfi

Araştırmacılar, hem uzay hem de yer tabanlı teleskopları kullanarak, kırmızı cücelerin etrafında uçucu maddeler açısından zengin bileşimlere sahip dört mini Neptün keşfettiler.

• Araştırmacılar mini Neptünleri keşfetti^[1] yaklaşık dört kırmızı cüce^[2]TOI-782, TOI-1448, TOI-2120 ve TOI-2406 olarak adlandırılan teleskoplar, MuSCAT’ler ve TESS uzay teleskopu.^[3]
• Bu dört mini Neptün ana yıldızlarına yakındır ve üçünün eksantrik yörüngelerde olması muhtemeldir (TOI-782 b, TOI-2120 b, TOI-2406 b).
• Bu mini Neptünler Dünya gibi kayalık gezegenler değiller ama olabilir. Neptün-gezegenlere benzer.

Mini Neptün Keşfi

Gökbilimciler, yer tabanlı teleskoplardan oluşan küresel bir ağ ve TESS uzay teleskopundan elde edilen gözlemleri kullanarak dört kırmızı cücenin etrafındaki mini Neptünleri keşfettiler. Bu dört mini Neptün ana yıldızlarına yakındır ve üçünün eksantrik yörüngelerde olması muhtemeldir.

Mini Neptünlerin Özellikleri

Dünya büyüklüğü arasındaki gezegenler ve UranüsMini Neptünler olarak bilinen Neptün, Güneş Sistemimizde bulunmaz. Bununla birlikte, mini-Neptünler Güneş Sistemi dışında nispeten yaygındır ve James Webb Uzay Teleskobu tarafından atmosferik karakterizasyon için umut verici hedeflerdir. Mini Neptünler neye benziyor?

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

Detaylı Gözlemler ve Bulgular

Bu çalışma dört geçiş keşfetti^[4] MuSCAT’lara (bir dizi Çok Renkli Eşzamanlı Kamera) sahip yer tabanlı teleskoplarla takip gözlemleri yoluyla kırmızı cücelerin yörüngesinde dönen kısa süreli mini Neptünler (TOI-782 b, TOI-1448 b, TOI-2120 b ve TOI-2406 b) Geçiş yapan dış gezegenlerin Atmosferlerini incelemek için).^[5]

Bu mini Neptünler, Dünya’nın yaklaşık 2-3 katı yarıçapa ve sekiz günden daha kısa yörünge periyotlarına sahiptir. Ayrıca bu radyal hız ölçümleri^[6] Subaru teleskopundaki IRD (Kızılötesi Doppler) ile elde edilen ana yıldızlarının sayısı, bu dört gezegenin kütlelerinin üst sınırının Dünya kütlesinin 20 katından daha az olduğunu göstermektedir.

Bu mini-Neptünlerin ölçülen yarıçapları ile üst kütle sınırları arasındaki ilişki, bunların Dünya gibi kayalık gezegenler olmadığını düşündürmektedir. İç kısımları muhtemelen H gibi buzlu malzemeler gibi uçucu maddeler içeriyor₂O ve atmosferler.

Yörünge Dinamiği ve Gelecek Araştırmaları

Ekip ayrıca bu dört mini Neptün’den en az üçünün (TOI-782 b, TOI-2120 b, TOI-2406 b) muhtemelen eksantrik yörüngelerde olduğunu buldu. Genel olarak, kısa dönemli bir gezegenin bir kırmızı cüce etrafındaki yörüngesi, gelgit dağılımı nedeniyle dairesel olmalıdır. Bununla birlikte, kırmızı cücelerin etrafındaki üç kısa dönemli mini Neptün, milyarlarca yıldır sıfır olmayan dışmerkezliliklerini korumuştur.

Olası bir yorum, iç mekanlarının gelgit etkilerine duyarlı olmadığıdır. Bu dört mini Neptün’ün kütle-yarıçap ilişkisi, bunların kayalık gezegenler olmadığını gösteriyor. Dolayısıyla bu gizemli mini Neptünlerin iç mekanları Neptün’ünkine benzeyebilir. Kısa dönemli mini-Neptünler atmosferik gözlemler için ümit verici hedeflerdir. James Webb Uzay Teleskobu.

Daha ayrıntılı takip gözlemlerinin, kısa dönemli mini Neptünlerin iç bileşimleri ve atmosferleri hakkındaki anlayışımızı geliştirmesi bekleniyor.

Notlar

1. Mini-Neptünler veya alt-Neptünler, Dünya ile Neptün’ün boyutları arasında (Dünya’nın yarıçapının yaklaşık 4 katı) gezegenlerdir.
2. Etkin sıcaklıkları ~3.800K’nin altında olan M tipi yıldızlar.
3. NASAUzay Teleskobu, Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS).
4. Geçiş, bir gezegenin yıldızın önünden geçerken yıldız ışığını kısmen engellemesinden kaynaklanan bir olgudur.
5. MuSCAT serisi, 1~2m sınıfı büyük tabanlı teleskoplara monte edilen çok renkli kameralardır.
6. Bir gezegenin çekim kuvveti ana yıldızının sallanmasına neden olur. Radyal hız yöntemi (veya Doppler yöntemi), görünmeyen bir gezegeni tespit etmek için bir yıldızın görüş hattı yönündeki hızındaki görünür değişiklikleri kullanır.

Referans: Yasunori Hori, Akihiko Fukui, Teruyuki Hirano, Norio Narita, Jerome P. de Leon, Hiroyuki Tako Ishikawa, Joel D. Hartman, “M Cücelerinin Yörüngesinde Dönen Dört Kısa Dönemli Geçişli Neptün’ün Keşfi ve Takibi”, Giuseppe Morello, Nestor Abreu García, Leticia Álvarez Hernández, Víctor JS Béjar, Yéssica Calatayud-Borras, Ilaria Carleo, Gareb Enoc, Emma Esparza-Borges, Izuru Fukuda, Daniel Galán, Samuel Geraldía-González, Yuya Hayashi, Masahiro Ikoma, Kai Ikuta , Keisuke Isogai, Taiki Kagetani, Yugo Kawai, Kiyoe Kawauchi, Tadahiro Kimura, Takanori Kodama, Judith Korth, Nobuhiko Kusakabe, Andrés Laza-Ramos, John H. Livingston, Rafael Luque, Kohei Miyakawa, Mayuko Mori, Felipe Murgas, Jaume Orell- Miquel, Enric Palle, Hannu Parviainen, Alberto Peláez-Torres, Marta Puig-Subirà, Manuel Sánchez-Benavente, Paula Sosa-Guillén, Monika Stangret, Yuka Terada, Sara Muñoz Torres, Noriharu Watanabe, Gaspar Á. Bakos, Khalid Barkaoui, Charles Beichman, Zouhair Benkhaldoun, Andrew W. Boyle, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Karen A. Collins, Kevin I. Collins, Dennis M. Conti, Ian JM Crossfield, Mark E. Everett, Elise Furlan, Mourad Ghachoui, Michaël Gillon, Erica J. Gonzales, Jesus Higuera, Keith Horne, Steve B. Howell, Emmanuël Jehin, Kathryn V. Lester, Michael B. Lund, Rachel Matson, Elisabeth C. Matthews, Francisco J. Pozuelos , Boris S. Safonov, Joshua E. Schlieder, Richard P. Schwarz, Ramotholo Sefako, Gregor Srdoc, Ivan A. Strakhov, Mathilde Timmermans, William C. Waalkes, Carl Ziegler, David Charbonneau, Zahra Essack, Natalia M. Guerrero, Hiroki Harakawa, Christina Hedges, Masato Ishizuka, Jon M. Jenkins, Mihoko Konishi, Takayuki Kotani, Tomoyuki Kudo, Takashi Kurokawa, Masayuki Kuzuhara, Jun Nishikawa, Masashi Omiya, George R. Ricker, Sara Seager, Takuma Serizawa, Stephanie Striegel, Motohide Tamura , Akitoshi Ueda, Roland Vanderspek, Sébastien Vievard ve Joshua N. Winn, 30 Mayıs 2024, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad4115