Jaheda punase kääbustähe ümber orbiidil on tuvastatud vahukommi tihedusega gaasihiiglaslik eksoplaneedi instrumentide komplekt, sealhulgas NASA- rahastatud NEID radiaalkiiruse instrumenti WIYN 3.5-meetrisel teleskoobil Kitt Peaki riiklikus vaatluskeskuses, mis on NSF-i NOIRLabi programm. Planeet nimega TOI-3757 b on seda tüüpi tähtede ümbert avastatud kõige kohevam gaasihiidplaneet.
Astronoomid, kes kasutavad WIYNi 3.5-meetrist teleskoopi Kitt Peaki riiklikus observatooriumis Arizonas, NSF-i programm NOIRLab, on täheldanud ebatavalist Jupiteri-sarnast planeeti orbiidil ümber jaheda punase kääbustähe. Maast umbes 580 valgusaasta kaugusel Vankri Auriga tähtkujus asuv planeet, identifitseeritud kui TOI-3757 b, on väikseima tihedusega planeet, mis punase kääbustähe ümber on eales tuvastatud ja mille keskmine tihedus on hinnanguliselt sellele sarnane. vahukommi kohta.
Punased kääbustähed on nn põhijada väikseimad ja tuhmimad liikmed tähed — tähed, mis muudavad vesiniku oma tuumas ühtlase kiirusega heeliumiks. Kuigi meiesuguste staaridega võrreldes “lahe”. Sun, punased kääbustähed võivad olla äärmiselt aktiivsed ja puhkeda võimsate sähvatustega, mis on võimelised planeedilt selle atmosfääri eemaldama, muutes selle tähesüsteemi näiliselt ebasõbralikuks asukohaks sellise gossamer planeedi moodustamiseks.
"Punaste kääbustähtede ümber asuvaid hiiglaslikke planeete on traditsiooniliselt peetud raskeks moodustada." ütleb Shubham Kanodia, Carnegie Teadusinstituuti Maa ja Planeetide Laboratooriumi teadur ja aastal avaldatud artikli esimene autor. Astronoomiline ajakiri. "Siiani on seda vaadeldud ainult väikeste Doppleri uuringute proovidega, mis on tavaliselt leidnud hiiglaslikke planeete nendest punastest kääbustähtedest kaugemal. Siiani pole meil olnud piisavalt suurt planeetide proovi, et leida lähigaasi planeedid jõulisel viisil."
TOI-3757 b ümber on endiselt seletamatuid mõistatusi, millest suurim on see, kuidas võib punase kääbustähe ümber tekkida gaasihiiglane planeet ja eriti selline madala tihedusega planeet. Kanodia meeskond arvab aga, et neil võib sellele mõistatusele lahendus olla.
Nad teevad ettepaneku, et TOI-3757 b eriti madal tihedus võib olla kahe teguri tulemus. Esimene on seotud planeedi kivise tuumaga; Arvatakse, et gaasihiiglased saavad alguse massiivsetest kivisüdamikest, mis on umbes kümme korda suuremad Earth, mil nad tõmbavad kiiresti sisse suures koguses naabergaasi, et moodustada gaasihiiglased, mida me täna näeme. TOI-3757 b tähel on võrreldes teiste gaasihiiglastega M-kääbustega väiksem raskete elementide arvukus ja see võis kaasa tuua kivise tuuma moodustumise aeglasemalt, lükates edasi gaaside kogunemise algust ja mõjutades seega planeedi üldist tihedust.
Teine tegur võib olla planeedi orbiit, mis esialgu arvatakse olevat kergelt elliptiline. Mõnikord jõuab see oma tähele lähemale kui muul ajal, mille tulemuseks on märkimisväärne ülekuumenemine, mis võib põhjustada planeedi atmosfääri paisumist.
Planeeti märkas algselt NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Seejärel tegi Kanodia meeskond järelvaatlusi, kasutades maapealseid instrumente, sealhulgas NEID ja NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager), mis mõlemad paiknesid WIYNi 3.5-meetrise teleskoobi juures; elamiskõlbliku tsooni planeedi leidja (HPF) Hobby-Eberly teleskoobil; ja Red Buttesi vaatluskeskus (RBO) Wyomingis.
TESS uuris selle planeedi TOI-3757 b ristumist selle tähe ees, mis võimaldas astronoomidel arvutada planeedi läbimõõduks umbes 150,000 100,000 kilomeetrit (3.5 25 miili) või umbes veidi suuremaks kui Jupiteri oma. Planeet teeb ühe täieliku tiiru ümber oma peremeestähe vaid XNUMX päevaga, mis on XNUMX korda vähem kui meie päikesesüsteemi lähim planeet – Merkuur — selleks kulub umbes 88 päeva.
Seejärel kasutasid astronoomid NEID-i ja HPF-i, et mõõta tähe näivat liikumist piki vaatejoont, mida tuntakse ka kui selle radiaalset kiirust. Need mõõtmised andsid planeedi massi, mis arvutati umbes veerandi Jupiteri massist ehk umbes 85 korda Maa massist. Suuruse ja massi teadmine võimaldas Kanodia meeskonnal arvutada TOI-3757 b keskmiseks tiheduseks 0.27 grammi kuupsentimeetri kohta (umbes 17 grammi kuupjala kohta), mis teeb selle Saturni (madalaima tihedusega planeedi) tihedusest poole väiksemaks. aastal Päikeseenergia süsteem), umbes veerand vee tihedusest (see tähendab, et see hõljuks, kui asetada veega täidetud hiiglaslikku vanni) või tegelikult sarnaneb selle tihedusega vahukommile.
"Selle planeedi atmosfääri võimalikud tulevased vaatlused NASA uue James Webbi kosmoseteleskoobi abil võivad aidata valgustada selle paistes olemust," ütleb Jessica Libby-Roberts, ülikooli järeldoktor Pennsylvania State University ja selle artikli teine autor.
"Rohkemate süsteemide leidmine hiiglaslike planeetidega – mis kunagi arvati olevat punaste kääbuste ümber äärmiselt haruldased – on osa meie eesmärgist mõista, kuidas planeedid tekivad." ütleb Kanodia.
krediit:
Pildid ja videod: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani, KPNO/P. Marenfeld, ESA/Hubble/M. Kornmesser
Muusika: Stellardrone – Airglow
Avastus rõhutab NEID-i olulisust selle võimes mõnda kandidaati kinnitada eksoplanetaadid mida praegu avastas NASA TESS-i missioon, pakkudes uuele olulisi sihtmärke James Webb kosmoseteleskoop (JWST), et jälgida ja alustada nende atmosfääri iseloomustamist. See omakorda annab astronoomidele teada, millest planeedid koosnevad ja kuidas need tekkisid, ning potentsiaalselt elamiskõlblike kiviste maailmade puhul, kas need võivad elu toetada.
Ajakirja viide
- Shubham Kanodia, Jessica Libby-Roberts, Caleb I. Cañas, Joe P. Ninan, Suvrath Mahadevan, Gudmundur Stefansson, Andrea SJ Lin, Sinclaire Jones, Andrew Monson, Brock A. Parker, Henry A. Kobulnicky, Tera N. Swaby, Luke Powers, Corey Beard, Chad F. Bender, Cullen H. Blake, William D. Cochran, Jiayin Dong, Scott A. Diddams, Connor Fredrick, Arvind F. Gupta, Samuel Halverson, Fred Hearty, Sarah E. Logsdon, Andrew J. Metcalf, Michael W. McElwain, Caroline Morley, Jayadev Rajagopal, Lawrence W. Ramsey, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab, Ryan C. Terrien, John Wisniewski ja Jason T. Wright. TOI-3757 b: madala tihedusega gaasihiiglane, kes tiirleb ümber päikesemetallilisusega M-kääbuse. The Astronomical Journal, 164. köide, number 3 DOI: DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c20
