Yakın bir yıldızın etrafında kozmik bir vals yapan altı ötegezegen tespit edildi

CNN’in Wonder Theory bilim bültenine kaydolun. Büyüleyici keşifler, bilimsel gelişmeler ve daha fazlasıyla ilgili haberlerle evreni keşfedin.

CNN
—

Gökbilimciler kozmik bir gizemi çözmek ve Dünya’dan yaklaşık 100 ışıkyılı uzaklıkta bulunan altı gezegenden oluşan nadir bir aileyi ortaya çıkarmak için iki farklı ötegezegen tespit uydusu kullandılar. Bu keşif, bilim adamlarının gezegen oluşumunun sırlarını ortaya çıkarmasına yardımcı olabilir.

Altı dış gezegen, kuzey gökyüzünde Berenice’nin Saçı takımyıldızında bulunan HD110067 adlı parlak, güneşe benzer bir yıldızın etrafında dönüyor. Dünya’dan daha büyük ancak Neptün’den daha küçük olan gezegenler, genellikle Samanyolu’ndaki Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde bulunan, Neptün altı gezegenler adı verilen, az anlaşılan bir kategoriye giriyor. B’den g’ye kadar etiketlenen gezegenler, yörünge rezonansı olarak bilinen göksel bir dansla yıldızın etrafında dönerler.

Dergide çarşamba günü yayınlanan bir araştırmaya göre, gezegenlerin yörüngelerini tamamlamaları ve birbirlerine çekim kuvveti uygulamalarında gözle görülür desenler var. Doğa dergisi. Yıldıza en yakın gezegen olan b gezegeninin tamamladığı her altı yörünge için, en uzaktaki g gezegeni bir yörüngeyi tamamlar.

C gezegeni yıldızın etrafında üç yörünge yaptığından d gezegeni iki olur ve e gezegeni dört yörüngeyi tamamladığında f gezegeni üç olur.

Bu uyumlu ritim, altı gezegenin her birkaç yörüngede bir hizalandığı bir rezonans zinciri yaratır.

Bu gezegen ailesini olağandışı bir keşif yapan şey, sistemin bir milyar yıldan fazla bir süre önce oluşmasından bu yana çok az şeyin değişmesi ve bu keşfin gezegenlerin evrimine ve baskın alt gezegenlerin kökenine ışık tutabilmesidir. Bizim galaksimizde.

Araştırmacılar yıldız sistemini ilk kez 2020 yılında NASA’nın Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) HD110067’nin parlaklığında düşüşler tespit ettiğinde fark ettiler. Yıldız ışığındaki bir azalma, genellikle bir gezegenin, yörünge yolu boyunca hareket ederken, ev sahibi yıldızı ile gözlem yapan bir uydunun arasından geçtiğini gösterir. Geçiş yöntemi olarak bilinen parlaklıktaki bu düşüşleri tespit etmek, bilim adamlarının yer tabanlı ve uzay teleskopları aracılığıyla dış gezegenleri tanımlamak için kullandıkları ana stratejilerden biridir.

Gökbilimciler, bu 2020 verilerinden yola çıkarak yıldızın etrafındaki iki gezegenin yörünge dönemlerini belirledi. İki yıl sonra TESS yıldızı tekrar gözlemledi ve kanıtlar bu gezegenler için farklı yörünge dönemleri olduğunu gösterdi.

Veri setleri toplanamadığında gökbilimci ve araştırmanın baş yazarı Raphael Luc ve bazı meslektaşları, farklı bir uydu olan uydu kullanarak yıldıza yeniden bakmaya karar verdi. Avrupa Uzay Ajansı dış gezegen uydu karakterizasyonuVeya Khufu’yu. TESS, kısa gözlem amacıyla gece gökyüzünün bazı bölümlerini gözlemlemek için kullanılırken, Khufu, her seferinde bir yıldızı gözlemlemek için kullanılır.

Chicago Üniversitesi Astronomi ve Astrofizik Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Luckey, “Bu gezegenlerin geçebileceği tüm olası zaman dilimleri arasındaki sinyalleri aramaya başladık” dedi.

Khufu tarafından toplanan verilerin, ekibin TESS tarafından başlatılan “dedektiflik hikayesini” çözmesine yardımcı olduğunu söyledi. Khufu, sistemde üçüncü bir gezegenin varlığını belirlemeyi başardı; bu, diğer iki gezegenin yörünge dönemlerinin yanı sıra ritmik rezonanslarının doğrulanmasında belirleyici oldu.

Ekip, açıklanamayan TESS verilerinin geri kalanını Cheops’un gözlemleriyle eşleştirirken, yıldızın etrafında dönen diğer üç gezegeni keşfetti. Yer tabanlı teleskopların kullanıldığı takip operasyonları gezegenlerin varlığını doğruladı.

Khufu’nun yıldızı gözlemlemek için ayırdığı zaman, gökbilimcilerin TESS verilerinden karışık sinyalleri ayıklayarak kaç gezegenin yıldızın önünden geçtiğini ve yörüngelerinin yankılarını belirlemesine yardımcı oldu.

Loki, “Khufu bize, diğer tüm dönemleri tahmin etmemizi sağlayan bu rezonans oluşumunu verdi. Khufu’nun bu açıklaması olmasaydı, bu imkansız olurdu” dedi.

En yakın gezegenin yıldız etrafındaki yörüngesini tamamlaması dokuz Dünya gününden biraz fazla sürerken, en uzak gezegen yaklaşık 55 gün sürer. Tüm gezegenlerin yıldızlarının etrafındaki yörüngeleri, Güneş etrafındaki bir dönüşünü tamamlamak için 88 gün süren Merkür’den daha hızlıdır.

HD110067’ye ne kadar yakın oldukları göz önüne alındığında, gezegenlerin muhtemelen Merkür ve Venüs’e benzer ortalama aşırı sıcaklıkları vardır; 332°F ile 980°F (167°C ile 527°C) arasında değişir.

Güneş sistemimiz gibi gezegen sistemlerinin oluşumu şiddetli bir süreç olabilir. Gökbilimciler, gezegenlerin başlangıçta yıldızların etrafında rezonans halinde oluşma eğiliminde olduğuna inanırken, büyük gezegenlerin yerçekimsel etkisi, geçmekte olan bir yıldızla çarpışması veya başka bir gök cismi ile çarpışması, harmonik dengeyi bozabilir.

Luckey, çoğu gezegen sisteminin rezonansta olmadığını ve başlangıçtaki ritmik yörüngelerini koruyan birden fazla gezegen içerenlerin nadir olduğunu söyledi; bu nedenle gökbilimciler HD110067’yi ve onun gezegenlerini “nadir bir fosil” olarak ayrıntılı olarak incelemek istiyorlar.

Luckey yaptığı açıklamada, “Tüm sistemlerin yalnızca yüzde birinin rezonansta kaldığına inanıyoruz” dedi. “Bize el değmemiş bir gezegen sisteminin orijinal oluşumunu gösteriyor.”

Bu keşif, Khufu’nun yörünge rezonansına sahip bir gezegen sisteminin tespit edilmesine ikinci kez yardım etmesidir. Olarak bilinen ilk TOI-178 2021’de açıklandı.

ESA’nın Khufu proje bilimcisi Maximilian Günther, yaptığı açıklamada “Bilim ekibimizin ifadesiyle: Khufu, dikkat çekici keşifleri sıradan gösteriyor” dedi: “Bilinen üç altı gezegenli rezonans sisteminden bu, şu anda bulunan ikincisi.” Khufu ve sadece üç yıllık operasyonda.”

Çalışmanın yazarları, sistemin Neptün altı gezegenlerin nasıl oluştuğunu incelemek için de kullanılabileceğini söyledi.

Neptün altı gezegenler Samanyolu’nda yaygın olmasına rağmen güneş sistemimizde bulunmuyor. Luckey, bu gezegenlerin nasıl oluştuğu ve neyden oluştuğu konusunda gökbilimciler arasında çok az fikir birliği bulunduğunu, bu nedenle Neptün’ün altındaki gezegenlerden oluşan bir sistemin bilim adamlarının bunların kökenleri hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olabileceğini söyledi.

Gezegenimiz gibi Güneşimizden çok daha soğuk ve daha küçük olan cüce yıldızların yörüngesinde dönen birçok ötegezegen bulunmuştur. Ünlü TRAPPIST-1 sistemi ve yedi gezegeni2017 yılında duyurulmuştur. TRAPPIST-1 sistemi aynı zamanda bir rezonans dizisi içerirken, ev sahibi yıldızın zayıflığı gözlemleri zorlaştırmaktadır.

Ancak Güneşimizin kütlesinin %80’i kadar kütleye sahip olan HD110067 bilinen en parlak yıldızdır ve yörüngesinde dörtten fazla gezegen bulunduğundan sistemi gözlemlemek çok daha kolaydır.

İlk gezegensel kütle tespitleri, bazılarının kabarık, hidrojen açısından zengin atmosferlere sahip olduğunu ileri sürüyor ve bu da onları James Webb Uzay Teleskobu için ideal çalışma hedefleri haline getiriyor. Yıldız ışığı gezegenlerin atmosferlerinden geçerken Webb, her bir dünyanın bileşimini belirlemek için kullanılabilir.

“HD110067 sistemindeki Neptün altı gezegenlerin düşük kütleleri var gibi görünüyor, bu da gaz veya su açısından zengin olabileceklerine işaret ediyor. Örneğin, James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak yapılacak gelecekteki gözlemlerde, bu gezegen atmosferleri gezegenlerin kayalık olup olmadığını belirleyebilir.” veya su açısından zengin iç mekanlar.