広い軌道上にある巨大ガス惑星の宝庫は、私たちの太陽系についての洞察をもたらす可能性がある – Physics World

広い軌道上にある巨大ガス惑星の宝庫は、私たちの太陽系についての洞察をもたらす可能性がある – Physics World

タイムスタンプ: 6 年 2024 月 8 日 30:XNUMX AM

<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="系外惑星の追跡 ウォリック大学キャンパスのマーシュ天文台にいるフェイス・ホーソーンとサム・ギル。 (提供: ウォリック大学)> フェイス・ホーソーンとサム・ギル
系外惑星の追跡 ウォリック大学キャンパスのマーシュ天文台にいるフェイス・ホーソーンとサム・ギル。 (提供: ウォリック大学)

長周期軌道上を通過する系外惑星の希少かつ貴重なコレクションが、NASAのデータの中に隠されていたことが発見された 外惑星探査衛星の通過 （テス）のミッション。系外惑星のカタログは、その恒星に近い短周期の世界が大半を占めているため、これらのより長周期の候補は、何か異なるもの、特により低温の惑星についての洞察を提供します。

「系外惑星科学の偉大なフロンティアの一つは、太陽系に匹敵するこのような長い周期にまで突き進んでいることです」と彼は言う。 フェイスホーソーン、博士課程の最終学年の学生 ウォリック大学 調査結果を導いたのは誰か。

周期が長い系外惑星は、近い系の惑星よりも通過する可能性が低く、その頻度も低いため、発見が難しくなります。ホーソン氏と彼女のチームは、TESS が空を調査する方法を利用することで、この問題を回避することができました。 TESS は 1 年 (または「サイクル」) をかけて天球の半分を観察し、翌年残りの半分に移ります。サイクル 3 と 2 では南の空を観測し、サイクル 4 と 27 では北の空を観測しました。各サイクル中、空はいくつかのセクターに分割され、TESS は次のセクターに移動する前に 10 日間をかけて監視します。したがって、TESS は通常、公転周期が XNUMX 日より短い惑星の検出を優先します。

二次著者が作成したアルゴリズムを利用 サム・ギル同じくワーウィック出身のホーソン氏のグループは、南の天空をカバーするサイクル1と3のデータを検索し、各サイクルにXNUMX回ずつ、計XNUMX回通過する惑星を探した。彼らはこれらを「デュオトランジット」と呼び、公転周期を確認するために少なくともXNUMX回のトランジットの観察を待つという一般的な常識を避けています。

このアルゴリズムは最初に 2000 個の潜在的なデュオトランジットを抽出し、これらを目視で精査した後、ホーソーンのチームはこれを 85 個に絞り込みました。これらのうち 60 個は他のチームによる TESS データの分析ですでに見つかっていましたが、2.67 個はまったく新しいものでした。すべてが巨大ガス惑星であるように見え、最小のものは地球の半径の XNUMX 倍であり、質量を決定するにはすべて動径速度測定による確認が必要です。

魅力的なトランジット

「私たちの技術は、TESS の動作方法を利用しています」とホーソーン氏は語ります。 物理学の世界。 「マイクロレンズや天文測定などの他の技術は、長周期のもののほとんどに寄与する傾向がありますが、私たちにとって重要なことは、通過する惑星がある場合、その大気を調べるために透過分光法も行うことができるということです。」

トランジット分光法では、星の光が私たちに届く途中で大気を通して濾過される際に、星の光に惑星大気の影響を測定することが含まれます。惑星の大気中の分子は星のスペクトルに暗い吸収線を残し、その大気の成分を教えてくれます。トランジット分光法は現在、短周期の世界では頻繁に行われていますが、長周期の世界ではそれを行う機会はあまりありません。

「もし私たちが系外惑星、そして系外惑星そのものの大気を太陽系のものと比べてどのように理解したいのかを本当に理解したいのであれば、研究する必要があるのはこれらのより長周期の系外惑星です」と彼は言う。 ディアナ・ドラゴミル、ニューメキシコ大学の天文学者。ドラゴミルはホーソーンの研究には関与していませんでしたが、彼女はホーソーンを発見したチームの一員でした。 2つの長周期デュオトランジット 2023年のTESSデータでは、従来のマルチトランジット技術では見逃していた単一トランジットを検出するアルゴリズムを採用することで、数百の系外惑星候補も発見された。

「TESSデータには、未発見のままのシングルトランジットやデュオトランジットがまだたくさんあると思います」とドラゴミル氏は語る 物理学の世界。 「アルゴリズムの改善により、今後数年間で多くのことが見つかると思います。」

珍しい候補者

ホーソーンの候補世界の公転周期は 20 日から 700 日の範囲ですが、わずか XNUMX 回の通過から正確な周期を特定することは不可能です。軌道上のほとんどの標準的な F 型、G 型、および K 型星 (私たちの太陽は G 型星であり、F 型星はわずかに熱く、K 型星はわずかに温度が低い) ですが、いくつかの星は異なっていることが際立っています。

「私たちが見つけた中でいくつかの珍しいケースが見つかったのは良かったのですが、注意していただきたいのは、それらは現時点では単なる候補に過ぎないということです」とホーソーン氏は言います。

TIC-221915858 と指定された 9200 つの星系には、TESS によって発見された惑星のホストとして最も熱い星となる高温の A 型星 (表面温度は 5500 ℃、太陽の温度は XNUMX ℃) があります。

もう709つの候補はTOI-XNUMXで、これには赤色巨星の段階を経て質量を失い始め、白色矮星への変化の途上にある、コンパクトで進化した「高温亜矮星」が関与している。別の未確認の通過星と伴星が海を濁らせています。

「それは本当に奇妙なことだよ」とホーソーンは言う。 「実際には惑星である可能性は低いですが、非常に興味深く珍しいものであるため、サンプルに含めることにしました。データを見る私たちの観点からすると、それはすべての精査テストに合格しました。しかし、そこでは本当に奇妙なことが起こっています。」

太陽系と同じ

天文学者が、恒星の近くを周回する惑星だけでなく、太陽系にあるような広範囲の惑星を発見したいと考えているのであれば、より型破りな技術を採用することが鍵となります。

少なくとも 3 回の乗り継ぎを待つことに「みんな少し慣れてきました」とドラゴミル氏は言います。 「おそらく、私たちはコミュニティとして、新しい系外惑星がそのように宣言されるために本当に必要な特性、またはそうでない特性について、もっとオープンになるべきです。」

高度なアルゴリズムがデータに隠れているより長周期の惑星を見つけ出し、発見が増え始めれば、天文学者は統計分析を実行して、太陽系のような惑星系の構造がどのように一般的であるかをよりよく理解できるようになるでしょう。

「私は、それらがより近い惑星と比較してどの程度一般的であるかを知りたいと思っています」とドラゴミルは言います。 「この評価を行うには、できるだけ多くの長周期惑星のサンプルが必要です。」

この発見は次のように報告されています 王立天文学会の毎月の通知.

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