گنجینه غول‌های گازی در مدارهای وسیع می‌تواند بینشی در مورد منظومه شمسی ما ارائه دهد - دنیای فیزیک

<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="ردیابی سیارات فراخورشیدی فیث هاثورن و سم گیل در رصدخانه مارش در پردیس دانشگاه وارویک. (با احترام: دانشگاه وارویک)»>

مجموعه‌ای کمیاب و ارزشمند از سیارات فراخورشیدی در حال عبور در مدارهای طولانی مدت در داده‌های ناسا پنهان شده است. ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی ماموریت (TESS). از آنجایی که کاتالوگ های سیارات فراخورشیدی تحت سلطه جهان های کوتاه مدت نزدیک به ستاره خود هستند، این نامزدهای دوره طولانی تر چیز متفاوتی را ارائه می دهند: به طور خاص، بینش در مورد سیارات سردتر.

می‌گوید: «یکی از مرزهای بزرگ علم سیارات فراخورشیدی، پیشروی به این دوره‌های طولانی است که با دوره‌های منظومه شمسی قابل مقایسه است». ایمان زالزالک، دانشجوی سال آخر دکتری در دانشگاه وارویک که هدایت یافته ها را بر عهده داشت.

سیارات فراخورشیدی طولانی‌تر نسبت به سیارات نزدیک‌تر احتمال عبور کمتری دارند، و این کار را به ندرت انجام می‌دهند و کشف آنها را سخت‌تر می‌کند. هاثورن و تیمش توانستند با استفاده از روشی که TESS آسمان را بررسی می کند، در این زمینه کار کنند. TESS یک سال (یا "چرخه") را صرف مشاهده نیمی از کره آسمانی می کند، قبل از اینکه سال بعد به نیمه دیگر آن حرکت کند. در چرخه های 1 و 3 آسمان جنوب و در چرخه 2 و 4 آسمان شمال را بررسی کرد. در طول هر چرخه، آسمان به بخش‌هایی تقسیم می‌شود که TESS قبل از حرکت به بخش بعدی، 27 روز را صرف تماشای آنها می‌کند. در نتیجه، TESS معمولاً طرفدار تشخیص سیاراتی با دوره مداری کمتر از 10 روز است.

با کمک یک الگوریتم نوشته شده توسط نویسنده دوم سام گیلهمچنین از وارویک، گروه هاثورن داده‌های چرخه‌های 1 و 3 را که آسمان آسمان جنوبی را پوشش می‌دهند، برای سیاراتی که دو بار، یک بار در هر چرخه، گذر کرده‌اند، جستجو کردند. آنها از آنها به عنوان "دو ترانزیت" یاد می کنند، و از خرد درک شده انتظار برای مشاهده حداقل سه گذر برای تایید دوره مداری اجتناب می کنند.

این الگوریتم در ابتدا 2000 ترانزیت دوگانه بالقوه را انتخاب کرد و پس از بررسی چشمی آنها، تیم هاثورن این تعداد را به 85 کاهش داد. بیست و پنج مورد از آنها قبلاً در تجزیه و تحلیل داده های TESS توسط تیم های دیگر به دست آمده بودند، اما 60 مورد کاملاً جدید بودند. به نظر می رسد که همه آنها غول های گازی هستند که کوچکترین آنها 2.67 برابر شعاع زمین است و همه آنها برای تعیین جرم خود نیاز به تأیید با اندازه گیری سرعت شعاعی دارند.

ترانزیت های وسوسه انگیز

هاثورن می گوید: «تکنیک ما از روشی که TESS عمل می کند، بهره برداری می کند دنیای فیزیک. تکنیک‌های دیگر، مانند میکرولنز و اخترسنجی، تمایل دارند بیشتر تکنیک‌های دوره‌ی طولانی را به همراه داشته باشند، اما نکته مهم برای ما این است که اگر سیاره‌ای در حال گذر دارید، می‌توانید طیف‌سنجی انتقالی را نیز برای مشاهده جو آن انجام دهید.»

طیف‌سنجی گذری شامل اندازه‌گیری اثر اتمسفر سیاره‌ای بر روی نور ستاره است، زیرا آن نور از طریق جو در مسیر خود به سمت ما فیلتر می‌شود. مولکول های موجود در جو سیاره، خطوط جذب تیره ای را در طیف ستاره به جا می گذارند و اجزای تشکیل دهنده آن جو را به ما می گویند. طیف‌سنجی ترانزیت در حال حاضر اغلب بر روی جهان‌های دوره کوتاه انجام می‌شود، اما فرصت انجام آن برای جهان‌های دوره طولانی‌تر اغلب به وجود نیامده است.

می‌گوید: «اگر واقعاً بخواهیم بفهمیم که چگونه اتمسفر سیارات فراخورشیدی - و خود سیارات فراخورشیدی - در مقایسه با سیارات فراخورشیدی در منظومه شمسی چگونه است، این سیارات فراخورشیدی طولانی‌تر هستند که باید مطالعه کنیم.» دیانا دراگومیر، ستاره شناس دانشگاه نیومکزیکو. اگرچه دراگومیر در مطالعه هاثورن شرکت نداشت، او بخشی از تیمی بود که کشف کردند دو ترانزیت طولانی مدت در داده‌های TESS در سال 2023 و همچنین صدها نامزد سیاره فراخورشیدی را با استفاده از الگوریتمی برای تشخیص گذرهای منفرد که توسط تکنیک‌های چند گذری مرسوم نادیده گرفته شده بودند، کشف کرد.

دراگومیر می‌گوید: «من معتقدم که هنوز بسیاری از ترانزیت‌ها و ترانزیت‌های دوگانه در داده‌های TESS وجود دارد که کشف نشده باقی مانده‌اند. دنیای فیزیک. من فکر می‌کنم با بهبود الگوریتم‌ها، در سال‌های آینده بسیاری از این الگوریتم‌ها را پیدا خواهیم کرد.»

نامزدهای غیر معمول

جهان‌های کاندید زالزالک دارای دوره‌های مداری هستند که بین 20 تا 700 روز متغیر است، اگرچه تعیین دوره دقیق آنها تنها با دو بار عبور غیرممکن است. بیشتر ستارگان استاندارد نوع F، G و K در مدار می‌گردند (خورشید ما یک ستاره نوع G است، ستارگان نوع F کمی داغ‌تر و نوع K کمی خنک‌تر هستند)، اما تعدادی از آنها متفاوت هستند.

هاثورن می‌گوید: «خوب بود که چند مورد غیرمعمول را در آنچه پیدا کردیم دیدیم، اما نکته این است که آنها در حال حاضر فقط نامزد هستند.

یک منظومه به نام TIC-221915858 دارای یک ستاره داغ از نوع A (دمای سطح 9200 درجه سانتیگراد در مقایسه با خورشید 5500 درجه سانتیگراد) است که داغترین ستاره ای است که توسط TESS برای میزبانی یک سیاره یافت شده است.

نامزد دیگر TOI-709 است که شامل یک "ستاره زیرکوتوله داغ" تکامل یافته و فشرده است که پس از مرحله غول سرخ خود شروع به از دست دادن جرم کرده و در راه تبدیل شدن به یک کوتوله سفید است. یک ترانزیت ناشناس دیگر و یک ستاره همراه احتمالی آب ها را گل آلود کرد.

هاثورن می گوید: «این واقعاً عجیب است. در واقع بعید است که یک سیاره باشد، اما ما تصمیم گرفتیم آن را در نمونه نگه داریم زیرا بسیار جالب و غیرعادی است. از نقطه نظر ما که به داده ها نگاه می کنیم، تمام تست های بررسی ما را با موفقیت پشت سر گذاشت. اما یک چیز واقعاً عجیب در آنجا اتفاق می افتد.»

مشابه منظومه شمسی

اگر اخترشناسان امیدوارند که طیف وسیع تری از سیارات مانند سیارات منظومه شمسی را پیدا کنند و نه فقط سیاراتی که به دور ستاره هایشان می چرخند، در این صورت استفاده از تکنیک های غیر متعارف تر کلیدی است.

دراگومیر می‌گوید: «همه به انتظار حداقل سه ترانزیت عادت کردند». "شاید، به عنوان یک جامعه، ما باید نسبت به ویژگی هایی که واقعاً مورد نیاز هستند - یا نه - برای اعلام یک سیاره فراخورشیدی جدید به عنوان چنین چیزی، بازتر باشیم."

این مطالعه نشان می‌دهد که ترکیب سیارات فراخورشیدی و ستاره‌های آنها رابطه شگفت‌انگیزی دارند

اگر اکتشافات با شناسایی سیارات طولانی مدت بیشتری که در داده‌ها پنهان شده‌اند توسط الگوریتم‌های پیشرفته شروع شود، ستاره‌شناسان می‌توانند تحلیل‌های آماری را انجام دهند تا درک بهتری از رایج بودن معماری‌های منظومه سیاره‌ای مانند منظومه شمسی ما داشته باشند.

دراگومیر می‌گوید: «من می‌خواهم بدانم که این سیارات چقدر نسبت به سیارات نزدیک‌تر رایج هستند. برای انجام این ارزیابی، به نمونه بزرگی از سیارات دوره طولانی‌تر که بتوانیم نیاز داریم.»

این کشف در گزارش شده است اطلاعیه های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system/