_ Astronomii analizează masele, proprietățile orbitale și caracteristicile atmosferice a șase exoplanete

Un sistem solar descoperit recent cu șase exoplanete confirmate și o posibilă a șaptea sporește cunoștințele astronomilor despre formarea și evoluția planetelor. Bazându-se pe un arsenal de observatoare și instrumente care se întinde pe glob, o echipă condusă de cercetători de la Universitatea din California, Irvine a compilat cele mai precise măsurători de până acum ale maselor, proprietăților orbitale și caracteristicilor atmosferice ale exoplanetelor.

Într-o lucrare publicată astăzi în The Astronomical Journal, cercetătorii împărtășesc rezultatele sondajului TESS-Keck, oferind o descriere amănunțită a exoplanetelor care orbitează TOI-1136, o stea pitică din galaxia Calea Lactee la mai mult de 270 de ani lumină de Pământ. Studiul este o continuare a observației inițiale a stelei și exoplanetelor de către echipă în 2019, folosind date de la Satelitul Transiting Exoplanet Survey. Acest proiect a furnizat prima estimare a maselor exoplanetelor prin cronometrarea variațiilor de timp de tranzit, o măsură a atracției gravitaționale pe care planetele care orbitează o exercită una asupra celeilalte.

Pentru cel mai recent studiu, cercetătorii au combinat datele TTV cu o analiză a vitezei radiale a stelei. Folosind telescopul Automated Planet Finder de la Observatorul Lick de pe Muntele Hamilton din California și Spectrometrul Echelle de înaltă rezoluție de la W.M. Observatorul Keck de pe Mauna Kea din Hawaii, ei au putut detecta ușoare variații ale mișcării stelare prin deplasarea spre roșu și spre albastru a efectului Doppler – ceea ce i-a ajutat să determine citiri ale masei planetare cu o precizie fără precedent.

Pentru a obține informații atât de exacte despre planetelor din acest sistem solar, echipa a construit modele computerizate folosind sute de măsurători ale vitezei radiale stratificate peste datele TTV. Autorul principal Corey Beard, un doctorat UCI. candidat la fizică, a spus că combinarea acestor două tipuri de citiri a adus mai multe cunoștințe despre sistem decât oricând înainte.

„A fost nevoie de multe încercări și erori, dar am fost foarte mulțumiți de rezultatele noastre după ce am dezvoltat unul. dintre cele mai complicate modele de sisteme planetare din literatura despre exoplanete de până acum”, a spus Beard.

Numărul mare de planete este un factor care a inspirat echipa de astronomie să efectueze cercetări suplimentare, potrivit co-autorului Paul Robertson, Profesor asociat UCI de fizică și astronomie.

„Am considerat TOI-1136 ca fiind extrem de avantajos din punct de vedere al cercetării, deoarece atunci când un sistem are mai multe exoplanete, putem controla efectele evoluției planetei care depind de steaua gazdă și asta ne ajută să ne concentrăm asupra mecanismelor fizice individuale care au condus la aceste planete să aibă proprietățile pe care le au", a spus el.

Robertson a adăugat că atunci când astronomii încearcă să compare planete în sisteme solare separate, există multe variabile care pot diferi în funcție de proprietățile distincte ale stelelor și de locațiile lor în părți disparate ale galaxiei. El a spus că examinarea exoplanetelor în același sistem permite studiul planetelor care au experimentat o istorie similară.

După standardele stelare, TOI-1136 este tânăr, de doar 700 de milioane de ani, o altă caracteristică care are a atras vânătorii de exoplanete. Robertson a spus că vedetele juvenile sunt atât „dificile, cât și speciale” pentru a lucra, deoarece sunt atât de active. Magnetismul, petele solare și erupțiile solare sunt mai răspândite și mai intense în această etapă a dezvoltării unei stele, iar radiația rezultată explodează și sculptează planetele, afectând atmosfera acestora.

Exoplanetele confirmate de TOI-1136, TOI-1136 b până la TOI-1136 b. TOI-1136 g, sunt clasificate ca „sub-Neptune” de către experți. Robertson a spus că cel mai mic are mai mult de două ori raza Pământului, iar altele au de până la patru ori raza Pământului, comparabile cu dimensiunile lui Uranus și Neptun.

Toate aceste planete orbitează TOI-1136 în mai puțin de cele 88 de zile necesare lui Mercur pentru a înconjura Soarele Pământului, potrivit studiului. „Ambalăm un întreg sistem solar într-o regiune din jurul stelei atât de mică încât întregul nostru sistem planetar de aici ar fi în afara lui”, a spus Robertson.

„Sunt planete ciudate pentru noi, deoarece noi nu au nimic exact ca ele în sistemul nostru solar”, a spus co-autorul Rae Holcomb, un doctorat UCI. candidat la fizică. „Dar cu cât studiem mai mult alte sisteme de planete, se pare că acestea ar putea fi cel mai comun tip de planetă din galaxie.”

O altă componentă ciudată a acestui sistem solar este prezența posibilă, dar neconfirmată, a uneia șaptele. planetă. Cercetătorii au detectat unele dovezi ale unei alte forțe de rezonanță în sistem. Robertson a explicat că atunci când planetele orbitează aproape una de cealaltă, ele se pot trage una de cealaltă gravitațional.

„Când auzi un acord cântat la un pian și îți sună bine, este pentru că există rezonanță, sau chiar distanță, între notele pe care le auzi”, a spus el. „Perioadele orbitale ale acestor planete sunt distanțate în mod similar. Când exoplanetele sunt în rezonanță, remorcherele sunt de fiecare dată în aceeași direcție. Acest lucru poate avea un efect destabilizator sau, în cazuri speciale, poate servi pentru a face orbitele mai stabile. „

Robertson a remarcat că departe de a răspunde la toate întrebările echipei sale despre exoplanetele din acest sistem, sondajul i-a determinat pe cercetători să urmărească cunoștințe suplimentare, în special despre compoziția atmosferelor planetare. Această linie de anchetă ar fi abordată cel mai bine prin capacitățile avansate de spectroscopie ale telescopului spațial James Webb de la NASA, a spus el.

„Sunt mândru că atât Observatorul Lick al UCO, cât și Observatorii Keck au fost implicați în caracterizarea unui sistem cu adevărat important”, a spus Matthew Shetrone, director adjunct al UC Observatories. „Avand atât de multe planete de dimensiuni moderate în același sistem, ne permite într-adevăr să testăm scenarii de formare. Chiar vreau să aflu mai multe despre aceste planete! Am putea găsi o lume de rocă topită, o lume de apă și o lume de gheață, toate în același sistem solar. ? Aproape că se simte ca o ficțiune științifico-fantastică.”

(Fluierul)