Gaasihiiglaste aardelauda laiadel orbiitidel võib anda ülevaate meie enda päikesesüsteemist – füüsikamaailm

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system-physics-world-2.jpg" data-caption="Eksoplaneetide jälgimine Faith Hawthorn ja Sam Gill Warwicki ülikooli ülikoolilinnakus asuvas Marshi observatooriumis. (Viisakalt: Warwicki ülikool)”>

NASA andmetes on peidetud haruldane ja väärtuslik kogumik pikaajalistel orbiitidel liikuvaid eksoplaneete. Transiitne eksoplaneedi uuringu satelliit (TESS) missioon. Kuna eksoplaneetide kataloogides domineerivad nende tähe lähedal asuvad lühiajalised maailmad, pakuvad need pikema perioodiga kandidaadid midagi muud: täpsemalt ülevaate jahedamatest planeetidest.

"Üks eksoplaneetide teaduse suurimaid piire ulatub nende pikkade perioodideni, mis on võrreldavad päikesesüsteemi omadega," ütleb Faith Hawthorn, viimase aasta doktorant Warwicki ülikool kes juhtis leide.

Pikema perioodiga eksoplaneetide transiit on väiksem kui neile lähemal asuvatel ja teeb seda harvemini, mistõttu on neid raskem avastada. Hawthorn ja tema meeskond suutsid sellest mööda minna, kasutades ära viisi, kuidas TESS taevast uurib. TESS veedab aasta (või "tsükli") taevasfääri ühe poole vaatlemisel, enne kui järgmisel aastal teisele poolele liigub. Tsüklites 1 ja 3 uuris see lõunataevast ning 2. ja 4. tsüklites põhjataevast. Iga tsükli jooksul jagatakse taevas sektoriteks, mida TESS veedab 27 päeva jälgides, enne kui liigub järgmisse sektorisse. Järelikult eelistab TESS tavaliselt selliste planeetide tuvastamist, mille tiirlemisperiood on lühem kui 10 päeva.

Teise autori kirjutatud algoritmi abil Sam Gill, samuti Warwickist, otsis Hawthorni rühm tsüklite 1 ja 3 andmeid, mis hõlmasid lõunataevast, planeetide kohta, mis läbisid kaks korda, üks kord igas tsüklis. Nad nimetavad neid "duotransiidideks" ja väldivad tajutavat tarkust oodata vähemalt kolme transiidi jälgimist, et kinnitada orbitaalperioodi.

Algoritm valis algselt välja 2000 potentsiaalset duotransiiti ja pärast nende silmaga kontrollimist vähendas Hawthorni meeskond selle arvu 85-ni. 60 neist oli juba teiste meeskondade TESS-i andmete analüüsimisel esile kerkinud, kuid 2.67 olid täiesti uued. Kõik näivad olevat gaasihiiglased, millest väikseim on XNUMX korda suurem kui Maa raadius, ja nende massi määramiseks on vaja kinnitust radiaalkiiruse mõõtmisega.

Põnev transiit

"Meie tehnika kasutab ära TESS-i toimimisviisi, " räägib Hawthorn Füüsika maailm. "Teised tehnikad, nagu mikroläätsus ja astromeetria, aitavad enamasti kaasa pikaajalisele, kuid meie jaoks on oluline see, et kui teil on transiitplaneet, saate teha ka ülekandespektroskoopiat, et vaadata nende atmosfääri."

Transiitspektroskoopia hõlmab planeedi atmosfääri jälje mõõtmist tähe valguses, kuna valgus filtreeritakse läbi atmosfääri teel meieni. Planeedi atmosfääris olevad molekulid jätavad tähe spektrisse tumedad neeldumisjooned, mis annavad meile teada selle atmosfääri koostisosad. Transiitspektroskoopiat tehakse praegu sageli lühikese perioodiga maailmadel, kuid võimalust seda teha pikema perioodiga maailmade jaoks pole sageli tekkinud.

"Kui me tõesti tahame mõista, kuidas eksoplaneetide ja eksoplaneetide endi atmosfäär võrreldes Päikesesüsteemi omadega, on meil vaja uurida neid pikema perioodiga eksoplaneete," ütleb ta. Diana Dragomir, New Mexico ülikooli astronoom. Kuigi Dragomir ei osalenud Hawthorni uuringus, oli ta osa avastanud meeskonnast kaks pikaajalist duotransiiti aastal TESSi andmetes ja mis avastas ka sadu eksoplaneedi kandidaate, kasutades algoritmi, et tuvastada üksikud transiidid, mis olid tavapäraste mitme transiidi tehnikate tõttu vahele jäänud.

"Usun, et TESS-i andmetes on veel palju üksikuid transiite ja duotransiite, mis jäävad avastamata," räägib Dragomir. Füüsika maailm. "Ma arvan, et algoritmide täiustamisega leiame lähiaastatel palju selliseid."

Ebatavalised kandidaadid

Hawthorni kandidaatmaailmade tiirlemisperioodid jäävad vahemikku 20–700 päeva, kuigi nende täpset perioodi on võimatu kindlaks teha vaid kahe transiidi põhjal. Enamik tiirleb ümber standardsete F-, G- ja K-tüüpi tähtede (meie Päike on G-tüüpi täht, F-tüüpi tähed on veidi kuumemad, K-tüüpi veidi jahedamad), kuid mõned paistavad silma kui erinevad.

"Oli tore, et leidsime mõne ebatavalise juhtumi, kuid hoiatus on see, et need on praegu vaid kandidaadid," ütleb Hawthorn.

Ühes süsteemis, tähisega TIC-221915858, on kuum A-tüüpi täht (pinnatemperatuur 9200 °C, võrreldes Päikese temperatuuriga 5500 °C), mis oleks kuumim täht, mille TESS on leidnud planeedil.

Teine kandidaat on TOI-709, mis hõlmab kompaktset arenenud "kuuma alamkääbustähte", mis on pärast punase hiiglase faasi hakanud massi kaotama ja on teel valgeks kääbuseks. Veel üks tundmatu transiit ja võimalik kaasstaar segavad vett.

"See on tõesti imelik," ütleb Hawthorn. "Tegelikult on ebatõenäoline, et see on planeet, kuid otsustasime selle valimisse jätta, kuna see on nii huvitav ja ebatavaline. Andmeid vaadates läbis see kõik meie kontrollitestid. Kuid seal toimub midagi väga veidrat.

Sarnane päikesesüsteemiga

Kui astronoomid loodavad leida laiemat hulka meie päikesesüsteemi planeete, mitte ainult neid, mis tiirlevad nende tähtede lähedal, siis on võtmetähtsusega kasutada ebatavalisemaid tehnikaid.

"Kõik on harjunud" ootama vähemalt kolme transiiti, ütleb Dragomir. "Võib-olla peaksime kogukonnana muutuma avatumaks sellele, milliseid omadusi on uue eksoplaneedi selliseks kuulutamiseks tõeliselt vaja või mitte."

Uuring näitab, et eksoplaneetide ja nende tähtede koostisel on üllatav seos

Kui avastused hakkavad suurenema, kuna täiustatud algoritmid valivad välja rohkem andmetes peidetud pika perioodi planeete, saavad astronoomid teha statistilisi analüüse, et saada paremini aru, kui levinud on planeedisüsteemi arhitektuurid, nagu meie päikesesüsteem.

"Ma tahaksin teada, kui tavalised nad on võrreldes lähemal asuvate planeetidega," ütleb Dragomir. "Selle hinnangu tegemiseks vajame võimalikult suurt valimit pikema perioodiga planeetidest."

Avastusest teatatakse aastal Kuningliku astronoomiaühingu igakuised teated.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system/