Yeni bir çalışma, süper Dünyalar ve Neptün altı arasındaki ‘kayıp’ dış gezegenleri açıklayabilir.

Bazı ötegezegenler atmosferlerini kaybediyor ve küçülüyor gibi görünüyor. kullanılarak yapılan yeni bir çalışmada NASAGökbilimciler, emekliye ayrılan Kepler Uzay Teleskobu’nda olası bir nedenin kanıtını buluyor: Bu gezegenlerin çekirdekleri, atmosferlerini içten dışa doğru itiyor.

Ötegezegen Boyut Boşluğu

Dış gezegenler (güneş sistemimizin dışındaki gezegenler) çeşitli boyutlarda gelKüçük, kayalık gezegenlerden devasa gaz devlerine kadar. Ortası kayalık süper Dünyalar ve kabarık atmosfere sahip daha büyük Neptün altı. Ancak, bilim adamlarının daha iyi anlamak için çalıştığı, Dünya’nın 1,5 ila 2 katı büyüklüğünde (veya süper Dünyalar ile Neptün altı arasında) yer alan gezegenlerde göze çarpan bir yokluk – “boyut farkı” – var.

NASA Dış Gezegen Arşivi’nin bilim lideri ve lideri Caltech/IPAC araştırma bilimcisi Jessie Christiansen, “Bilim insanları şu anda 5.000’den fazla dış gezegenin tespit edildiğini doğruladılar, ancak çapı Dünya’nın 1,5 ila 2 katı arasında olan beklenenden daha az gezegen var” dedi. yeni çalışmanın yazarı Astronomi Dergisi. “Ötegezegen bilim adamlarının artık bu boşluğun tesadüfi olmadığını söyleyecek yeterli verileri var. Gezegenlerin bu boyuta ulaşmasını ve/veya kalmasını engelleyen bir şeyler oluyor.”

Araştırmacılar bu boşluğun, belirli alt Neptünlerin zamanla atmosferlerini kaybetmesiyle açıklanabileceğini düşünüyor. Bu kayıp, gezegenin atmosferini tutacak kadar kütlesi ve dolayısıyla çekim kuvveti olmaması durumunda meydana gelecektir. Yani yeterince büyük olmayan Neptün altı gezegenler, yaklaşık süper Dünya boyutuna küçülecek ve iki boyuttaki gezegen arasında boşluk kalacak.

Ancak bu gezegenlerin atmosferlerini tam olarak nasıl kaybettiği bir sır olarak kaldı. Bilim insanları iki olası mekanizma üzerinde karara vardı: Bunlardan birine çekirdekten güç alan kütle kaybı adı veriliyor; ve diğeri fotobuharlaşma. Çalışma ilkini destekleyen yeni kanıtları ortaya çıkardı.

Bu video, ana ötegezegen türleri veya güneş sistemimizin dışındaki gezegenler arasındaki farkları açıklıyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech

Gizemi Çözmek

Christiansen, bir gezegenin sıcak çekirdeğinden yayılan radyasyonun zamanla atmosferi gezegenden uzaklaştırması durumunda çekirdek kaynaklı kütle kaybının meydana geldiğini ve “ve bu radyasyonun atmosferi alttan ittiğini” söyledi.

Gezegensel boşluğun bir diğer önemli açıklaması olan fotobuharlaşma, bir gezegenin atmosferinin, ev sahibi yıldızın sıcak radyasyonu tarafından esasen uçup gitmesi durumunda meydana gelir. Bu senaryoda, “yıldızdan gelen yüksek enerjili radyasyon, buz küpünün üzerindeki saç kurutma makinesi gibi davranıyor” dedi.

Fotobuharlaşmanın bir gezegenin ilk 100 milyon yılında meydana geldiği düşünülürken, çekirdek kaynaklı kütle kaybının çok daha sonra, yani gezegenin yaşamına 1 milyar yıl kadar yakın bir zamanda gerçekleşeceği düşünülüyor. Ancak her iki mekanizmada da Christiansen, “Yeterli kütleye sahip değilseniz tutunamazsınız, atmosferinizi kaybedersiniz ve küçülürsünüz” diye ekledi.

Gözlem Yoluyla Kanıtların Ortaya Çıkarılması

Bu çalışma için Chistiansen ve ortak yazarları, 600 milyon ila 800 milyon yıl yaşındaki Praesepe ve Hyades yıldız kümelerine bakmak için Kepler Uzay Teleskobu’nun genişletilmiş bir görevi olan NASA’nın K2 verilerini kullandılar. Gezegenlerin genellikle ev sahibi yıldızlarıyla aynı yaşta olduğu düşünüldüğünden, bu sistemdeki Neptün altı gezegenler foto buharlaşmanın gerçekleşebileceği yaşı geçmiş olmalı, ancak çekirdek gücüyle kütle kaybı yaşayacak kadar yaşlı değiller.

Dolayısıyla ekip, Praesepe ve Hyades’te (diğer kümelerdeki daha yaşlı yıldızlarla karşılaştırıldığında) çok sayıda Neptün altı yıldız bulunduğunu görürse, foto buharlaşmanın gerçekleşmediği sonucuna varabilir. Bu durumda, çekirdekten güç alan kütle kaybı, zaman içinde daha az kütleli Neptün altı cisimlere ne olacağının en olası açıklaması olacaktır.

Praesepe ve Hyades’i gözlemleyen araştırmacılar, bu kümelerdeki yıldızların neredeyse %100’ünün hala bir alt-alt yapıya sahip olduğunu buldular.Neptün yörüngesindeki gezegen veya gezegen adayı. Bu gezegenlerin boyutlarına bakıldığında araştırmacılar atmosferlerini koruduklarını düşünüyor.

Bu, K2 tarafından gözlemlenen diğer yaşlı yıldızlardan (800 milyon yıldan daha eski yıldızlar) farklıdır ve bunların yalnızca %25’i Neptün’ün altında yörüngededir. Bu yıldızların daha yaşlı olan yaşı, çekirdek kaynaklı kütle kaybının gerçekleşeceği düşünülen zaman dilimine daha yakındır.

Ekip, bu gözlemlerden Praesepe ve Hyades’te foto buharlaşmanın gerçekleşmiş olamayacağı sonucuna vardı. Eğer öyle olsaydı, yüz milyonlarca yıl önce meydana gelirdi ve bu gezegenlerin çok az atmosferi kalırdı. Bu, çekirdekten güç alan kütle kaybını, bu gezegenlerin atmosferlerine ne olacağı konusunda önde gelen açıklama olarak bırakıyor.

Devam Eden Araştırma ve Kepler’in Mirası

Christiansen’in ekibi, çalışma için gerekli olan gezegen aday kataloğunu oluşturmak için beş yıldan fazla zaman harcadı. Ancak araştırmanın tamamlanmaktan çok uzak olduğunu ve fotobuharlaşma ve/veya çekirdekten güç alan kütle kaybına ilişkin mevcut anlayışın gelişmesinin mümkün olduğunu söyledi. Kimse bu gezegensel boşluğun gizeminin kesin olarak çözüldüğünü ilan etmeden önce, bulgular muhtemelen gelecekteki çalışmalarla teste tabi tutulacaktır.

Bu çalışma, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda bulunan Exoplanet Keşif Programının bir parçası olarak NASA ile sözleşmeli olarak Pasadena’daki Caltech tarafından işletilen NASA Exoplanet Arşivi kullanılarak gerçekleştirildi. JPL, Caltech’in bir bölümüdür.

Referans: “K2’nin ölçeklendirilmesi. VII. Orta Çağlarda Sıcak Alt-Neptünlerin Yüksek Oluş Oranına İlişkin Kanıtlar” Yazan: Jessie L. Christiansen, Jon K. Zink, Kevin K. Hardegree-Ullman, Rachel B. Fernandes, Philip F. Hopkins, Luisa M. Rebull, Kiersten M Boley, Galen J. Bergsten ve Sakhee Bhure, 15 Kasım 2023, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/acf9f9

NASA’nın Kepler Misyonu

30 Ekim 2018’de Kepler’in yakıtı bitti ve dokuz yıl sonra görevine son verdi; bu süre zarfında diğer yıldızların etrafında 2.600’den fazla onaylanmış gezegenin yanı sıra gökbilimcilerin doğrulamaya çalıştığı binlerce ek aday gezegen keşfetti.

NASA’nın Kaliforniya Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi, NASA’nın Bilim Misyonu Direktörlüğü adına Kepler ve K2 görevlerini yönetmektedir. JPL, Kepler misyonunun geliştirilmesini yönetti. Ball Aerospace & Technologies Corporation, uçuş sistemini Boulder’daki Colorado Üniversitesi’ndeki Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı’nın desteğiyle çalıştırdı.

NASA’nın emekliye ayrılan Kepler Uzay Teleskobu’ndan elde edilen verileri yakın zamanda inceleyen bir araştırmacı ekibine göre, dış gezegenlerin atmosferlerini uzaklaştırması, dış gezegen kütlelerindeki bir boşluğu açıklayabilir.

Bulgulara göre bu aktivite, Dünya’nın büyüklüğünün 1,5 ila 2 katı kadar kütleye sahip ötegezegenlerin yokluğunu açıklayabilir. yayınlanan Bu hafta Astronomi Dergisi’nde.

Caltech/IPAC’ta araştırma bilimcisi ve yeni çalışmanın başyazarı olan Jessie Christiansen, NASA’da şunları söyledi: “Ötegezegen bilim insanları artık bu boşluğun tesadüfi olmadığını söyleyecek yeterli veriye sahipler.” serbest bırakmak. “Gezegenlerin bu boyuta ulaşmasını ve/veya kalmasını engelleyen bir şeyler oluyor.”

Dış gezegenlerin, isimleri kendi güneş sistemimizdeki benzer formlarına atıfta bulunan birkaç türü vardır. Kendi gezegenimiz gibi kayalık olan süper Dünyalar var ve sıcak Jüpiterler, yüksek sıcaklıktaki gaz devleri kozmik mahallemizdeki en büyük gezegen gibi. Ancak süper Dünya ile Neptün altı arasındaki kütle aralığında garip bir dış gezegen kıtlığı mevcut; Artık bilim insanları bu boşluğun, bu aralığın daha geniş tarafındaki dünyaların atmosferlerini kaybetmesinden kaynaklandığını düşünüyor.

Ekip, 600 ila 800 milyon yıllık yıldız kümelerine ait verileri inceledi. NASA’nın K2 misyonuKepler misyonundaki mevcut uzay aracını kullanarak çalışan. Grup, 15 dış gezegen adayının yanı sıra önceden onaylanmış 10 dış gezegen buldu ve genç, sıcak alt-Neptünlerin veya Neptün’e benzer yapıya sahip ancak daha küçük yarıçaplara sahip gezegenlerin yüksek oranda meydana geldiğini buldu.

Araştırmacılar, bu alt Neptünlerin çekirdeklerinin kütle kaybına yol açarak dış gezegen kütlelerinde boşluğa neden olabileceği sonucuna vardı. Sıcak bir gezegen çekirdeği, gezegenin atmosferini uzaklaştıran ve sonunda onu uzaya kaptıran radyasyon ürettiğinde, çekirdekten güç alan kütle kaybı meydana gelecektir.

Kütle boşluğunun itici gücü olarak çekirdekten güç alan kütle kaybı, fotobuharlaşmaya tercih edildi, çünkü kümelerde çok sayıda Neptün altı bulunuyordu. Fotobuharlaşmanın, gezegenler gençken (NASA’ya göre varoluşlarının ilk 100 milyon yılında) meydana geldiği düşünülüyor. serbest bırakmak) ve ekibin yakın zamanda incelediği kümeler yüz milyonlarca yıl daha yaşlı. Zaman açısından, çekirdekten güç alan kütle kaybı daha muhtemel bir suçlu gibi görünüyor.

Ekip, K2 verilerindeki gezegenlerin boyutlarına dayanarak, Neptün altı gezegenlerin hâlâ kendi atmosferlerine sahip olduğuna inanıyor. Diğer kümelerdeki benzer ötegezegenlerin daha fazla incelenmesi, ekibin vardığı sonucu daha da doğrulayacak (veya karmaşıklaştıracak).

Kepler’in görevi 2018’de sona erdi ancak aralarında Hubble ve Webb’in de bulunduğu diğer teleskoplar sonuç veriyor Uzak ötegezegenlerin samimi ayrıntılarıAtmosferlerini oluşturan gazlardan gökyüzünü kaplayan bulut türlerine kadar.

Daha fazla: NASA, Webb Teleskobunun Halefi Hakkında Heyecan Verici Ayrıntıları Açıkladı

NASAKepler teleskop verileri, Güneşimizden biraz daha büyük ve daha sıcak bir yıldızın etrafında dönen yedi sıcak, büyük gezegene sahip Kepler-385 adı verilen yeni bir sistemi ortaya çıkardı.

NASA’nın emekliye ayrılan Kepler uzay teleskobundan elde edilen verilerin sürekli incelenmesiyle, yedi bunaltıcı gezegenden oluşan bir sistem ortaya çıkarıldı: Her biri, güneş sistemimizdeki herhangi bir gezegenden alan başına, ev sahibi yıldızdan gelen daha fazla radyant ısıyla yıkanıyor. Ayrıca yakın komşularımızdan farklı olarak, Kepler-385 adı verilen bu sistemdeki yedi gezegenin tamamı Dünya’dan büyük ancak Dünya’dan küçüktür. Neptün. Altıdan fazla doğrulanmış gezegen veya gezegen adayı içerdiği bilinen birkaç gezegen sisteminden biridir. Kepler-385 sistemi öne çıkanlar arasında yer alıyor yeni Kepler kataloğu 700’den fazla çoklu gezegen sistemi de dahil olmak üzere neredeyse 4.400 gezegen adayını içeriyor.

Dış Gezegenleri Hassas Bir Şekilde Kataloglama

NASA’nın Kaliforniya Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi’nde araştırma bilimcisi ve yeni kataloğu sunan makalenin baş yazarı Jack Lissauer, “Kepler gezegeni adaylarının ve özelliklerinin bugüne kadarki en doğru listesini bir araya getirdik” dedi. “NASA’nın Kepler misyonu, bilinen ötegezegenlerin çoğunu keşfetti ve bu yeni katalog, gökbilimcilerin bu gezegenlerin özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmesine olanak tanıyacak.”

Kepler-385 sisteminin merkezinde Güneş’ten yaklaşık %10 daha büyük ve %5 daha sıcak, Güneş benzeri bir yıldız bulunmaktadır. Her ikisi de Dünya’dan biraz daha büyük olan iki iç gezegen muhtemelen kayalıktır ve ince atmosfere sahip olabilir. Diğer beş gezegen ise daha büyük (her birinin yarıçapı Dünya’nınkinin yaklaşık iki katı büyüklüğünde) ve kalın atmosferlerle örtülmeleri bekleniyor.

Gelişmiş Veri Analizi ve Devam Eden Keşifler

Kepler-385 sisteminin özelliklerini bu kadar ayrıntılı bir şekilde tanımlayabilme yeteneği, bu en son ötegezegen kataloğunun kalitesinin kanıtıdır. Kepler misyonunun son katalogları, diğer yıldızların etrafındaki gezegenlerin ne kadar ortak olduğunu ölçmek için optimize edilmiş listeler üretmeye odaklanırken, bu çalışma, her bir sistem hakkında doğru bilgi sağlayan ve Kepler-385 gibi keşifleri mümkün kılan kapsamlı bir liste oluşturmaya odaklanıyor.

Yeni katalog, yıldız özelliklerine ilişkin geliştirilmiş ölçümler kullanıyor ve geçiş yapan her gezegenin, ev sahibi yıldızdan geçen yolunu daha doğru bir şekilde hesaplıyor. Bu kombinasyon, bir yıldız birden fazla geçiş gezegenine ev sahipliği yaptığında, genellikle bir yıldızın yalnızca bir veya iki gezegene ev sahipliği yaptığı duruma göre daha fazla dairesel yörüngeye sahip olduğunu göstermektedir.

Kepler’in birincil gözlemleri 2013 yılında sona erdi ve bunu teleskobun K2 adı verilen ve 2018 yılına kadar devam eden genişletilmiş görevi izledi. Kepler’in topladığı veriler galaksimiz hakkında yeni keşifleri ortaya çıkarmaya devam ediyor. Görev bize yıldızlardan daha fazla gezegen olduğunu gösterdikten sonra, bu yeni çalışma, bu gezegenlerin her birinin ve onların ev sistemlerinin neye benzediğine dair daha ayrıntılı bir resim çiziyor ve bize güneş sistemimizin ötesindeki birçok dünya hakkında daha iyi bir görüş sağlıyor.

“Kepler Gezegen Adaylarının Güncellenmiş Kataloğu: Doğruluk ve Yörünge Periyotlarına Odaklanma” başlıklı araştırma makalesi yakında çıkacak. Gezegen Bilimi Dergisi.

Referans: Jack J. Lissauer, Jason F. Rowe, Daniel Jontof-Hutter, Daniel C. Fabrycky, Eric B. Ford, Darin Ragozzine, Jason H. Steffen tarafından yazılan “Kepler Gezegen Adaylarının Güncellenmiş Kataloğu: Doğruluk ve Yörünge Dönemlerine Odaklanma” ve Kadri M. Nizam, Kabul Edildi, Gezegen Bilimi Dergisi.
arXiv:2311.00238

Kepler Uzay Teleskobu’nun kullanımdan kaldırılmasının üzerinden beş yıl geçmesine rağmen, gökbilimcilerden oluşan bir ekip, eski gözlemevinin son ışıklarından bazılarının yakaladığı ötegezegenler bulduklarına inanıyor.

Kepler, 2009 yılında tek bir temel görevle uzaya çıktı: yeni dünyalar bulmak. Güneş yörüngesindeki yaklaşık on yıllık görev süresi boyunca Kepler, bazıları içlerinde gizlenenler de dahil olmak üzere 2.600’den fazla ötegezegen buldu. yaşanabilirliğin sözde “Goldilocks Bölgesi”yaşamı teşvik etmek için uygun koşullara sahip olabileceklerini öne sürüyor.

Kepler’in yakıtı Ekim 2018’de bitti ve böylece görev sona erdi. Ancak Kepler verileri hâlâ kozmik sırlar barındırıyor ve bu hafta gökbilimcilerden oluşan bir ekip, teleskopun emekliye ayrılmadan hemen önce gördüğü üç gezegenin keşfini duyurdu. Ekibin araştırması şuydu: yayınlanan Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimlerinde bu hafta.

Gezegenler, Kepler’in K2 Kampanyası 19 adlı bir kampanya olan son gözlem serisi sırasında gözlemlendi. Uzaydaki görev süresinin sonuna doğru, Kepler giderek daha fazla kararsız hale geldi ve bu, uzay aracının konumunu net veri alacak kadar uzun süre tutmasını zorlaştırdı. gözlemsel hedefleri üzerinde.

K2 Campaign 19 tarafından yalnızca bir haftalık yüksek kaliteli veriler üretildi, bu noktada teleskopun verileri oldukça gürültülüydü. Bununla birlikte, Kepler’i acı sona kadar devam ettirme seçimi işe yaramış gibi görünüyor. Ekip gazetede, “Bu keşifler, Kepler’in ötegezegen algılama gücünü, kelimenin tam anlamıyla dumanla çalışırken bile gösteriyor” dedi.

Araştırma ekibi ayrıca, kampanya sırasında Kepler tarafından görülen yıldızlardan gelen ışık eğrilerini inceleyen bir vatandaş bilim insanı grubu olan Visual Survey Group’un yardımını da kullandı. Işık eğrisindeki düşüşler tipik olarak geçiş yapan bir cismi, yani bir ötegezegeni gösterir. Diğer ötegezegen arayanlar, TESS uzay aracı gibidış gezegenleri aramak için aynı yöntemi kullanın.

Kepler gezegenleri tam olarak ya da en azından o kadar iyi göremiyordu. Bunun yerine, astronomi ekibi, Kepler’in bakış açısından kısa süreliğine kararan ve yörüngedeki bir cisim tarafından geçiş yaptıklarını belirten üç yıldız bildirdi. Ekip, gezici cisimlerden ikisinin dış gezegen olduğunu, üçüncüsünün ise bir dış gezegen adayı olduğunu belirledi.

Teyit edilen gezegenlerin her ikisi de “sıcak mini Neptünler”dir. MIT News’e göre, yani Dünya’nın birkaç katı büyüklüğündeler ve ev sahibi yıldızlarına yakın yörüngede dönüyorlar. MIT, her iki dünyanın da Dünya’dan yaklaşık 400 ışıkyılı uzaklıkta olduğunu belirtti. Aday gezegen daha büyük, Dünya’nın yaklaşık dört katı büyüklüğünde ve gezegenimizden yaklaşık 1.200 ışıkyılı uzaklıkta daha uzak.

Madison’daki Wisconsin Üniversitesi’nden astronom ve çalışmanın baş yazarı Elyse Incha, “Bunlar Kepler tarafından kronolojik olarak gözlemlenen son gezegenler, ancak teleskop verilerinin her bir parçası inanılmaz derecede faydalı” diyor. MIT News’e anlattı. “Bu verilerin hiçbirinin boşa gitmediğinden emin olmak istiyoruz çünkü daha yapılacak çok keşif var.”

Webb Uzay Teleskobu, yakın ve uzaktaki ötegezegenleri araştırırken Kepler’in mantosunu taşıyor ve gökbilimcilerin bizim dünyamızın ötesindeki dünyaların çeşitliliği ve yaygınlığı hakkındaki anlayışını artırıyor.olar ssistem. Yaşanabilir dünyalar bulmak bilim için en önemli önceliktir, Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademileri tarafından yapılan son on yıllık ankete göre.

Devamı: NASA, Webb Telescope’un Halefi Hakkında Cezbedici Ayrıntıları Açıkladı