Gökbilimciler soğuk bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönen Jüpiter benzeri olağandışı bir gezegen gözlemlediler

Soğuk bir kırmızı cüce yıldızın etrafındaki yörüngede, bir hatmi yoğunluğuna sahip gaz devi bir ötegezegen, bir dizi cihaz tarafından tespit edildi. NASANSF'nin NOIRLab'ının bir Programı olan Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki WIYN 3.5 metrelik Teleskop üzerindeki NEID radyal hız cihazı tarafından finanse edilen NEID radyal hız cihazı. TOI-3757 b isimli gezegen, bu tür bir yıldızın çevresinde şimdiye kadar keşfedilen en kabarık gaz devi gezegendir.

NSF'nin bir Programı olan Arizona'daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'nde WIYN 3.5 metrelik Teleskobu kullanan gökbilimciler NOIRLab, soğuk bir kırmızı cüce yıldızın etrafında yörüngede Jüpiter benzeri olağandışı bir gezegen gözlemlediler. Dünya'dan yaklaşık 580 ışıkyılı uzaklıkta, Arabacı Arabacı takımyıldızı yönünde yer alan ve TOI-3757 b olarak tanımlanan bu gezegen, bir kırmızı cüce yıldızın çevresinde şimdiye kadar tespit edilen en düşük yoğunluklu gezegendir ve buna benzer bir ortalama yoğunluğa sahip olduğu tahmin edilmektedir. bir marshmallow.

Kırmızı cüce yıldızlar, ana dizi olarak adlandırılan grubun en küçük ve en sönük üyeleridir. yıldızlar — çekirdeklerinde hidrojeni sabit bir hızla helyuma dönüştüren yıldızlar. Bizim gibi yıldızlarla karşılaştırıldığında "havalı" olmasına rağmen güneşKırmızı cüce yıldızlar son derece aktif olabilir ve bir gezegenin atmosferini sıyırabilecek güçlü işaret fişekleriyle patlayabilir, bu da bu yıldız sistemini böylesine incecik bir gezegen oluşturmak için görünüşte yaşanmaz bir konum haline getirebilir.

"Kırmızı cüce yıldızların etrafındaki dev gezegenlerin geleneksel olarak oluşmasının zor olduğu düşünülüyordu." Carnegie Bilim Enstitüsü'nün Dünya ve Gezegenler Laboratuvarı'nda araştırmacı ve dergisinde yayınlanan bir makalenin ilk yazarı olan Shubham Kanodia şöyle diyor: Astronomik Dergisi. "Şu ana kadar buna yalnızca, genellikle bu kırmızı cüce yıldızlardan daha uzakta dev gezegenler bulan Doppler araştırmalarından elde edilen küçük örneklerle bakıldı. Şimdiye kadar yakınımızda gaz bulabilecek kadar büyük bir gezegen örneğine sahip değildik. gezegenler Sağlam bir şekilde."

TOI-3757 b'yi çevreleyen hala açıklanamayan gizemler var; bunlardan en büyüğü, bir kırmızı cüce yıldızın etrafında gaz devi bir gezegenin ve özellikle de bu kadar düşük yoğunluklu bir gezegenin nasıl oluşabileceğidir. Ancak Kanodia'nın ekibi bu gizeme bir çözüm bulabileceklerini düşünüyor.

TOI-3757 b'nin ekstra düşük yoğunluğunun iki faktörün sonucu olabileceğini öne sürüyorlar. Birincisi gezegenin kayalık çekirdeğiyle ilgilidir; Gaz devlerinin, kütlesinin yaklaşık on katı kadar büyük, kayalık çekirdekler olarak başladığı düşünülüyor. DünyaBu noktada, bugün gördüğümüz gaz devlerini oluşturmak için büyük miktarlarda komşu gazı hızla çekiyorlar. TOI-3757 b'nin yıldızı, gaz devlerine sahip diğer M cüceleriyle karşılaştırıldığında daha az ağır element bolluğuna sahiptir ve bu, kayalık çekirdeğin daha yavaş oluşmasına, gaz birikiminin başlangıcını geciktirmesine ve dolayısıyla gezegenin genel yoğunluğunu etkilemesine neden olmuş olabilir.

İkinci faktör, gezegenin geçici olarak hafif eliptik olduğu düşünülen yörüngesi olabilir. Bazen yıldızına diğer zamanlardan daha yakınlaşır ve bu da gezegenin atmosferinin şişmesine neden olabilecek aşırı ısınmaya neden olur.

Gezegen ilk olarak NASA'nın Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) tarafından tespit edildi. Kanodia'nın ekibi daha sonra her ikisi de WIYN 3.5 metrelik Teleskop'ta bulunan NEID ve NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager) dahil olmak üzere yer tabanlı cihazları kullanarak takip gözlemleri yaptı; Hobby-Eberly Teleskobu'ndaki Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucusu (HPF); ve Wyoming'deki Red Buttes Gözlemevi (RBO).

TESS, TOI-3757 b gezegeninin yıldızının önünden geçişini araştırdı; bu, gökbilimcilerin gezegenin çapının yaklaşık 150,000 kilometre (100,000 mil) veya Jüpiter'inkinden biraz daha büyük olduğunu hesaplamasına olanak tanıdı. Gezegen, ev sahibi yıldızının etrafında bir tam turunu yalnızca 3.5 günde tamamlıyor; bu, Güneş Sistemimizdeki en yakın gezegenden 25 kat daha kısa bir süre. Merkür — bunu yapmak yaklaşık 88 gün sürer.

Gökbilimciler daha sonra yıldızın radyal hızı olarak da bilinen görüş hattı boyunca görünen hareketini ölçmek için NEID ve HPF'yi kullandı. Bu ölçümler gezegenin Jüpiter'in yaklaşık dörtte biri veya Dünya'nın kütlesinin yaklaşık 85 katı olduğu hesaplanan kütlesini sağladı. Büyüklüğünü ve kütlesini bilmek, Kanodia ekibinin TOI-3757 b'nin ortalama yoğunluğunu santimetre küp başına 0.27 gram (fit küp başına yaklaşık 17 gram) olarak hesaplamasına olanak tanıdı; bu da onu Satürn'ün (en düşük yoğunluklu gezegen) yoğunluğunun yarısından daha az yapar. içinde Güneş Sistemi), suyun yoğunluğunun yaklaşık dörtte biri kadar (bu, suyla dolu dev bir küvete konulduğunda yüzeceği anlamına gelir) veya aslında yoğunluk olarak marshmallow'a benzer.

"NASA'nın yeni James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak bu gezegenin atmosferinin gelecekteki potansiyel gözlemleri, onun kabarık doğasına ışık tutmaya yardımcı olabilir." diyor doktora sonrası araştırmacı Jessica Libby-Roberts Pennsylvania Eyalet Üniversitesi ve bu makalenin ikinci yazarı.

"Bir zamanlar kırmızı cücelerin çevresinde son derece nadir olduğu teorileştirilen dev gezegenlere sahip bu tür sistemlerin daha fazlasını bulmak, gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlama hedefimizin bir parçası." Kanodia diyor.

Keşif, NEID'in bazı adayları doğrulama yeteneğindeki önemini vurguluyor ötegezegen şu anda NASA'nın TESS misyonu tarafından keşfediliyor ve yeni uzay aracı için önemli hedefler sağlıyor. James Webb Uzay Teleskobu (JWST) atmosferlerini takip edip karakterize etmeye başlayacak. Bu da gökbilimcilere gezegenlerin neyden oluştuğu, nasıl oluştukları ve potansiyel olarak yaşanabilir kayalık dünyalar için yaşamı destekleyip destekleyemeyecekleri konusunda bilgi verecek.

Dergi Referansı

1. 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 ve Jason T. Wright. TOI-3757 b: Güneş metalikliğindeki bir M Cücesinin Yörüngesinde Dolanan Düşük Yoğunluklu Gaz Devi. Astronomi Dergisi, Cilt 164, Sayı 3 DOI: DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c20