TESS NASA objevuje hvězdné sourozence hostující „teenagerské“ exoplanety

Díky údajům ze satelitu NASA Transiting Exoplanet Survey (TESS) mezinárodní spolupráce astronomů identifikovala čtyři exoplanety, světy mimo naši sluneční soustavu, obíhající kolem dvojice příbuzných mladých hvězd zvaných TOI 2076 a TOI 1807.

Tyto světy mohou vědcům poskytnout pohled do málo pochopené fáze planetárního vývoje.

„Planety v obou systémech jsou ve fázi přechodu nebo dospívání svého životního cyklu,“ uvedla Christina Hedgesová, astronomka z Bay Area Institute for Environmental Research v Moffett Field a Ames Research Center NASA v Silicon Valley, oba v Kalifornii. „Nejsou to novorozenci, ale také nejsou usazeni. Dozvědět se více o planetách v tomto dospívání nám nakonec pomůže porozumět starým planetám v jiných systémech.“

Článek popisující nálezy vedený Hedgesem byl publikován v Astronomický deník.

Hvězdní sourozenci vzdálení více než 130 světelných let hostí dva dospívající planetární systémy. Podívejte se a dozvíte se, jak Transiting Exoplanet Survey Satellite NASA objevil tyto mladé světy a co by nám mohlo říci o vývoji planetárních systémů všude, včetně našeho. Uznání: Goddard Space Flight Center NASA / Chris Smith (KBRwyle)

TOI 2076 a TOI 1807 se nacházejí ve vzdálenosti více než 130 světelných let a mezi nimi je asi 30 světelných let, čímž jsou hvězdy umístěny v severních souhvězdích Boötes a Canes Venatici. Obě jsou hvězdy typu K a trpasličí hvězdy jsou oranžovější než naše Slunce a jsou staré asi 200 milionů let nebo méně než 5% věku Slunce. V roce 2017 vědci pomocí dat z družice Gaia Evropské vesmírné agentury (ESA) ukázali, že hvězdy cestují vesmírem stejným směrem.

Astronomové se domnívají, že hvězdy jsou příliš daleko od sebe, aby mohly obíhat kolem sebe, ale jejich společný pohyb naznačuje, že jsou ve vzájemném vztahu, zrozeni ze stejného oblaku plynu.

TOI 2076 a TOI 1807 zažívají hvězdné erupce, které jsou energičtější a vyskytují se častěji než ty, které produkuje naše Slunce.

„Hvězdy produkují asi 10krát více UV světla než oni, když dosáhnou věku Slunce,“ řekl spoluautor George Zhou, astrofyzik z University of Southern Queensland v Austrálii. „Protože slunce může být stejně aktivní současně, mohly by nám tyto dva systémy poskytnout okno do raných podmínek sluneční soustavy.“

TESS monitoruje velké řádky oblohy po dobu přibližně jednoho měsíce. Tento dlouhý pohled na satelit mu umožňuje najít exoplanety měřením malých poklesů hvězdného jasu způsobených planetou přecházející před nebo procházející svou hvězdou.

TOI 1807 b je dvakrát větší než Země a obíhá kolem malého trpaslíka, jak je znázorněno na tomto obrázku. Dokončuje jednu oběžnou dráhu každých 13 hodin. Uznání: Goddard Space Flight Center NASA / Chris Smith (KBRwyle)

Alex Hughes zpočátku upozornil TOI 2076 na astronomy poté, co objevil tranzit v datech TESS při práci na univerzitním projektu na Loughborough University v Anglii, a od té doby absolvoval bakalářský titul z fyziky. Hedgesův tým nakonec objevil tři malé Neptunes, světy mezi průměry Země a Neptunu, obíhající kolem hvězdy. Vnitřní planeta TOI 2076 b je asi třikrát větší než Země a obíhá kolem své hvězdy každých 10 dní. Vnější světy TOI 2076 c a d jsou oba o něco více než čtyřikrát větší než Země a oběžné dráhy přesahují 17 dní.

TOI 1807 hostí pouze jednu známou planetu, TOI 1807 b, která je dvakrát větší než Země a obíhá kolem hvězdy za pouhých 13 hodin. Exoplanety s krátkými drahami jsou vzácné. TOI 1807 b je nejmenší dosud objevený příklad jedné z těchto takzvaných planet s velmi krátkou dobou.

Vědci v současné době pracují na měření hmotností planet, ale interference mladých, vysoce energetických hvězd by to mohla ztěžovat.

Podle teoretických modelů měly planety zpočátku po svém vzniku zbytky husté atmosféry v discích plynu a prachu kolem mladých hvězd. V některých případech ztratily planety svou původní atmosféru díky hvězdnému záření a zanechaly po sobě kamenná jádra. Některé z těchto světů pokračují ve vývoji sekundárních atmosfér prostřednictvím planetárních procesů, jako je sopečná činnost.

Stáří systémů TOI 2076 a TOI 1807 naznačuje, že jejich planety mohou být někde uprostřed tohoto atmosférického vývoje. TOI 2076 b přijímá ze své hvězdy 400krát více UV světla, než Země ze Slunce – a TOI 1807 b přijímá asi 22 000krát více.

Pokud vědci dokážou detekovat masy planet, informace by jim mohly pomoci určit, zda mise jako Hubble NASA a nadcházející vesmírné dalekohledy Jamese Webba mohou studovat atmosféry planet – pokud je mají.

Tým se zvláště zajímá o TOI 1807 b, protože je to extrémně krátká planeta. Teoretické modely naznačují, že pro světy by mělo být obtížné vytvářet se poblíž jejich hvězd, ale mohou se tvořit daleko a pak migrovat dovnitř. Protože se musel zformovat a migrovat za pouhých 200 milionů let, TOI 1807 b pomůže vědcům pochopit životní cykly těchto typů planet. Pokud nemá velmi hustou atmosféru a jeho hmota je většinou skála, blízkost planety k její hvězdě by mohla znamenat, že její povrch je pokryt oceány nebo jezery roztavené lávy.

spoluautor Trevor David, vědecký pracovník v Centru pro výpočetní astrofyziku v New Yorku. „Pokud chcete vidět, jak se planety vyvíjejí, je nejlepší najít několik planet různého věku a poté se zeptat, jak se liší. Objev systémů TOI 2076 a TOI 1807 od společnosti TESS podporuje naše chápání fáze dospívajících exoplanet.“

Odkaz: „TOI-2076 a TOI-1807: Dva rostoucí planetární systémy v rozsahu 50 počítačů identifikované společností TESS jsou ideálními kandidáty pro další sledování“ Christina Hedges, Alex Hughes, George Zhou, Trevor J. David, Juliet Baker , Stephen Giacallon, Andrew Vanderberg, Joseph E. Rodriguez, Alison Perella, Christopher Wirth, Sean Atherton, Tara Fetherwolf, Karen A. Collins, Adrian M. Bryce Whelan, Megan Biddle, Samuel N. Quinn, Tianjun Jean, George R. Reker , David W. Latham, Roland K. Vandersbeck, Sarah Seager, Joshua N. Wayne, John M. Jenkins, John F. Kilkopf, Richard P. Schwartz, Courtney de Dressing, Erica G. Gonzalez, Ian J.M. Crossfield, Elizabeth C. Matthews, Eric LN Jensen, Elise Furlan, Crystal L. Gnilka, Steve B. Howell, Kathryn V. Lester, Nicholas J. Scott, Dax L. Feliz, Michael B. Lund, Robert J. Siverd, Daniel J. Stevens, Narita A. Fukui, F. Morgas, Enrique Bali, Phil J. Sutton, Kevan J. Stasson, Luke J. Puma, Michael Veese, Jesús Noel Felicinor, Elisa F. Quintana a Jeff Free C. Smith, 12. července 2021, k dispozici zde. Astronomický deník.
DOI: 10,3847 / 1538-3881 / ac06cd

TESS je mise NASA Explorer Astrophysics vedená a provozovaná Massachusetts Institute of Technology v Cambridge v Massachusetts a provozovaná Goddardovým vesmírným letovým střediskem NASA. Mezi další partnery patří Northrop Grumman z Falls Church ve Virginii; Výzkumné centrum NASA Ames v kalifornském Silicon Valley; Astrofyzikální centrum | Harvard a Smithsonian v Cambridge, Massachusetts; Lincoln Laboratory na Massachusetts Institute of Technology. a Vědecký institut pro vesmírný dalekohled v Baltimoru. Mise se účastní více než tucet univerzit, výzkumných ústavů a ​​observatoří z celého světa.