juli 28, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Astronomer har funnet den perfekte eksoplaneten for å studere atmosfæren i en annen verden

Astronomer har funnet den perfekte eksoplaneten for å studere atmosfæren i en annen verden

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) har funnet en ny planet, og oppdagelsen av denne subneptuneksoplaneten har forskere begeistret for atmosfærer. Kombinasjonen av planetens størrelse, dens tykke atmosfære og bane rundt en liten M-klasse stjerne nær Jorden gir forskere muligheten til å lære mer om eksoplanetatmosfærer. Vi blir bedre og bedre til å finne eksoplaneter, og å studere atmosfærene deres er neste trinn i å forstå dem som en helhet.

Alle våre deteksjonsstrategier for eksoplanet har en observasjonsforstyrrelse. Det virker umulig å unngå. Selv TESS (Transiting Exoplanet Reconnaissance Satellite), sannsynligvis vår mest ekspert planetfinner, har en observerende skjevhet. Forgjengeren, Kepler, var partisk mot større planeter, og TESS deler ikke den skjevheten. Men TESS har fortsatt en slags blind flekk på grunn av sin drift.

Ingen teleskoper kan se overalt på en gang, og TESS er ikke noe unntak. Observer himmelen for det meste i 28-dagers biter. Så for en av disse skjærene fokuserer du på ett område i 28 dager. For å bli bekreftet som en eksoplanet, må et objekt passere foran stjernen to ganger i løpet av de 28 dagene. Poenget med alt dette er at de fleste av planetene TESS finner har omløpsperioder på mindre enn 14 dager.

Det meste av TESS-observasjonen gjøres over en 28-dagers periode, som bildet viser. Bildekreditt: NASA / JPL

Men denne nye planeten, kalt TOI-1231 b, har en omløpstid på 24 dager. Dette gjør det til et flott mål for å studere eksoplanetatmosfærer fordi den er lenger foran stjernen og kan studeres lettere. Lesere av universet i dag vet at å studere lys når det samhandler med ting, er hvordan vi får mest mulig ut av vår kunnskap om rom. TESS alene vil ikke studere planeten. Andre oppdrag som James Webb Space Telescope (JWST) vil ta seg av det ved å observere stjernelys når det passerer gjennom planetens atmosfære.

READ  Hodeskallen til 'Dragon Man' oppdaget i Kina kan være en ny menneskeart Vitenskap og teknologi nyheter

“Denne nye planeten som vi har oppdaget er fremdeles rart, men det er et skritt nærmere å se litt ut som planetene i nabolaget vårt.”

Jennifer Burt, hovedforfatter av artikkelen, NASA-JPL.

Siden TOI-1231 b tilbringer så mye tid foran stjernen sin i forhold til andre TESS-planeter, vil oppdrag som JWST se det mye bedre.

Men det er ikke bare planetens omløpstid som gjør den til et ideelt mål. Størrelsen i forhold til stjernen hjelper også. Siden stjernen er så liten, blokkerer planeten sitt lys mer enn om planeten og stjernen var mer lik jorden og solen. ”På en måte skaper dette en større skygge på stjernens overflate, noe som gjør planetene rundt M dverger lettere å oppdage og lettere å studere, ”heter det i pressemeldingen.

Dokumentet som beskriver oppdagelsen av TOI 1321-b har tittelen “TOI-1231 b: En temperert planet på størrelse med Neptun i transitt gjennom den nærliggende M3-dvergen NLTT 24399. “Hovedforfatteren er Jennifer Burt, en forsker ved NASAs JPL. Artikkelen vil vises i The Astrophysical Journal, men er nå tilgjengelig på fortryksiden arxiv.org.

“I samarbeid med en gruppe utmerkede astronomer over hele verden, klarte vi å samle inn dataene som var nødvendige for å karakterisere vertsstjernen og måle både radius og masse på planeten,” sa Burt i en pressemelding. “Disse verdiene tillot oss igjen å beregne planens tilsynelatende tetthet og formulere hypoteser om hva planeten er laget av. TOI-1231 b er ganske lik Neptun i størrelse og tetthet, så vi tror den har en like stor luftformig atmosfære. “

Teamet som fant TOI-1321 b sier at planeten ligner på Neptun og sannsynligvis har en lignende luftformig atmosfære.  Bildekreditt: NASA / JPL
Teamet som fant TOI-1321 b sier at planeten ligner på Neptun og sannsynligvis har en lignende luftformig atmosfære. Bildekreditt: NASA / JPL

Den nye planeten har en radius på omtrent 3,65 ganger jordens. Den har en omløpstid på 24,26 dager og en masse på omtrent 15,5 jordmasser. Stjernen den kretser rundt er en M-dvergstjerne rundt 90 lysår unna i konstellasjonen Vela.

READ  Utholdenhet driver terrenget til Mars for første gang

Planeten er mye nærmere stjernen enn Jorden er mot solen. Men 1321 b er omtrent den samme temperaturen fordi stjernen er mye kjøligere enn solen. Den lavere temperaturen gjør det også til et ønskelig objekt for videre studier med JWST og andre teleskoper. Dens likevektstemperatur er bare 330 Kelvin, noe som gjør den til en av de kaldeste små planetene som er tilgjengelige for atmosfæriske studier. Til sammenligning er gjennomsnittstemperaturen på jorden omtrent 288 Kelvin, og en ultravarm Jupiter kan ha en dagtemperatur på opptil 2700 K, varmere enn mange stjerner.

“TOI-1231 b er en av de eneste andre planetene vi kjenner til i samme størrelse og temperaturområde, så fremtidige observasjoner av denne nye planeten vil tillate oss å bestemme hvor vanlig (eller sjelden) det er at vannskyer dannes rundt. disse tempererte verdenene, ”sa Burt.

Dette studiebildet viser overføringsspektroskopi-metriske (SST) verdier for noen små eksoplaneter med en temperatur under 1000 Kelvin.  De fire planetene fylt med sorte sirkler og merkelapper har gjennomgått en oppfølgingsstudie med Hubble.  TOI-1231 b er neste, og det gir forskere en ny mulighet til å studere atmosfæren til små, kule planeter.  Bildekreditt: Burt et al 2021.
Dette studiebildet viser overføringsspektroskopi-metriske (SST) verdier for noen små eksoplaneter med en temperatur under 1000 Kelvin. De fire planetene fylt med sorte sirkler og merkelapper har gjennomgått en oppfølgingsstudie med Hubble. TOI-1231 b er neste, og det gir forskere en ny mulighet til å studere atmosfæren til små, kule planeter. Den horisontale aksen viser størrelsen J av stjernene som kretser rundt planetene. Bildekreditt: Burt et al 2021.

I tillegg til sin bekvemmelighet som mål, har den en høy systemisk radialhastighet. Astronomer er spesielt begeistret for det fordi det kan tillate observasjon av hydrogenatomer med lav hastighet som rømmer fra atmosfæren. Kjennetegnene til TOI-1231 b og forholdet til stjernen ligner på en annen stjerne som heter GJ-436 og planeten GJ-436 b. GJ-436 b er kjent for sin atmosfæriske rømming, og det er grunnen til at astronomer tror at den nylig oppdagede eksoplaneten også vil oppleve atmosfærisk rømning, om enn med en mye lavere hastighet enn GJ-436 b. Hydrogen er den mest sannsynlige lekkasjen, men det er vanskelig å se på grunn av tilstedeværelsen av interstellar gass. Men TOI-1232 b beveger seg veldig raskt fra jorden, noe som gjør hydrogen mer synlig.

READ  Meteoritt fra det første solsystemet som ble funnet i en persons innkjørsel

Diana Dragomir er en av medforfatterne av artikkelen. I samme pressemelding sa han: “Den lave tettheten av TOI-1231 b indikerer at den er omgitt av en betydelig atmosfære i stedet for å være en steinete planet. Men sammensetningen og omfanget av denne atmosfæren er ukjent! “sa Dragomir.” TOI-1231 b kunne ha en stor hydrogen- eller hydrogen-heliumatmosfære eller en tettere vanndampatmosfære. Hver av disse ville peke på en annen opprinnelse, slik at astronomer kunne forstå om planetene dannes annerledes rundt M-dverger, og hvordan, sammenlignet med planeter rundt solen vår, for eksempel. Våre kommende HST-observasjoner vil begynne å svare på disse spørsmålene, og JWST lover et enda mer omfattende blikk på atmosfæren. på planeten ”.

Det vil ta en stund før JWST kan trene sensorene sine på den nylig oppdagede exoplaneten, selv om romteleskopet snart vil starte (™). Men Hubble er klar til å gå. Faktisk planlegger en av de mange forfatterne på papiret å se på TOI-1231 b senere denne måneden.

James Webb-romteleskopet i juni 2020. Vi har fått beskjed om at det snart vil starte.  Bildekreditt: NASA / JPL
James Webb-romteleskopet i juni 2020. Vi har fått beskjed om at det snart vil starte. Bildekreditt: NASA / JPL

Alle disse funnene av exoplanet viser oss det store utvalget som finnes i andre solsystemer. Det er noen ærlig rare planeter, i det minste sammenlignet med jorden. Men denne er mer lik Jorden enn alle de varme Jupiters vi har møtt, og mens den fremdeles er annerledes, kan den i det minste lære oss noe om vårt eget solsystem og planetene som bor der.

En av de mest spennende resultatene fra de to siste tiårene med exoplanet-vitenskap er at hittil ingen av de nye planetesystemene vi har oppdaget, ligner noe på vårt eget solsystem, “sa Burt. “De er fylt med planeter mellom størrelsen på jorden og Neptun i mye kortere baner enn kvikksølv, så vi har ingen lokale eksempler å sammenligne dem med. Denne nye planeten vi har oppdaget er fremdeles rart, men det er et skritt nærmere å ligne litt på planetene i nabolaget vårt. Sammenlignet med de fleste av de hittil oppdagede transittplanetene, som ofte har brennende temperaturer på flere hundre eller tusenvis av grader, er TOI-1231 b positivt kald. “

Mer: