TESS на НАСА открива звездни братя и сестри, хостващи екзопланети „тийнейджър“

Благодарение на данните от спътника на НАСА Transiting Exoplanet Survey (TESS), международно сътрудничество на астрономите идентифицира четири екзопланети, светове извън нашата слънчева система, които обикалят около двойка свързани млади звезди, наречени TOI 2076 и TOI 1807.

Тези светове могат да предоставят на учените поглед към малко разбран етап от планетарната еволюция.

„Планетите в двете системи са в преходна или юношеска фаза от жизнения си цикъл“, казва Кристина Хеджес, астроном от Института за изследване на околната среда в района на залива в Moffett Field и изследователския център на НАСА Ames в Силициевата долина, и двете в Калифорния. „Те не са новородени, но също така не са установени. Научаването на повече за планетите в това юношество в крайна сметка ще ни помогне да разберем древните планети в други системи.“

Доклад, описващ констатациите, воден от Хеджис, е публикуван през Астрономически вестник.

Звездните братя и сестри на повече от 130 светлинни години са домакини на две тийнейджърски планетарни системи. Гледайте, за да научите как спътникът за изследване на транзитната екзопланета на НАСА откри тези млади светове и какво може да ни каже за еволюцията на планетарните системи навсякъде, включително и на нашия. Кредит: Космическият полетен център на NASA Goddard / Крис Смит (KBRwyle)

TOI 2076 и TOI 1807 се намират на повече от 130 светлинни години, с около 30 светлинни години между тях, поставяйки звездите съответно в северните съзвездия на Boötes и Canes Venatici. И двете са K-тип звезди, а джуджетата са по-оранжеви от нашето Слънце и са на около 200 милиона години или по-малко от 5% от възрастта на Слънцето. През 2017 г., използвайки данни от спътника на Европейската космическа агенция (ESA) Gaia, учените показаха, че звездите пътуват през космоса в същата посока.

Астрономите вярват, че звездите са твърде отдалечени, за да се въртят около себе си, но съвместното им движение предполага, че те са свързани помежду си, родени от един и същ облак газ.

TOI 2076 и TOI 1807 изпитват звездни изблици, които са по-енергични и се появяват по-често от тези, произведени от нашето Слънце.

„Звездите произвеждат може би 10 пъти повече UV светлина, отколкото при достигане на възрастта на Слънцето“, каза съавторът Джордж Джоу, астрофизик от Университета на Южен Куинсланд в Австралия. „Тъй като слънцето може да е еднакво активно едновременно, тези две системи могат да ни предоставят прозорец към ранните условия на слънчевата система.“

TESS наблюдава големи облаци небе за около месец в даден момент. Този дълъг изглед на спътника му позволява да намира екзопланети, като измерва малките спадове в звездната яркост, причинени от планета, която преминава пред или преминава своята звезда.

TOI 1807 b е два пъти по-голям от Земята и обикаля около малко джудже, както е показано на тази илюстрация. Той изпълнява една орбита на всеки 13 часа. Кредит: Центърът за космически полети на Госард на НАСА / Крис Смит (KBRwyle)

Алекс Хюз първоначално насочи вниманието на астрономите към TOI 2076, след като откри транзит в данните на TESS, докато работеше по университетски проект в университета в Лафборо в Англия, и оттогава завърши бакалавърска степен по физика. В крайна сметка екипът на Хеджис откри три малки Нептуна, светове между диаметрите на Земята и Нептун, които обикалят около звездата. Вътрешната планета TOI 2076 b е около три пъти по-голяма от Земята и обикаля около звездата си на всеки 10 дни. Външните светове TOI 2076 c и d са малко над четири пъти по-големи от Земята, с орбити над 17 дни.

TOI 1807 е домакин само на една известна планета, TOI 1807 b, която е два пъти по-голяма от Земята и обикаля около звездата само за 13 часа. Екзопланети с къси орбити са рядкост. TOI 1807 b е най-малкият открит досега пример за една от тези така наречени планети с много кратък период.

В момента учените работят върху измерването на масите на планетите, но намесата на млади, силно енергични звезди може да затрудни това.

Според теоретичните модели планетите първоначално са имали дебела атмосфера, останала от образуването им в дискове с газ и прах около младите звезди. В някои случаи планетите губят първоначалната си атмосфера поради звездна радиация, оставяйки след себе си скалисти ядра. Някои от тези светове продължават да развиват вторични атмосфери чрез планетарни процеси като вулканична дейност.

Епохите на системите TOI 2076 и TOI 1807 предполагат, че техните планети може да са някъде по средата на тази атмосферна еволюция. TOI 2076 b получава 400 пъти повече UV светлина от своята звезда, отколкото Земята получава от Слънцето – и TOI 1807 b получава около 22 000 пъти повече.

Ако учените успеят да открият масите на планетите, информацията може да им помогне да определят дали мисии като Хъбъл на НАСА и предстоящите космически телескопи на Джеймс Уеб могат да изследват атмосферата на планетите – ако ги имат.

Екипът се интересува особено от TOI 1807 b, защото е изключително къса планета. Теоретичните модели предполагат, че за световете би трябвало да е трудно да се образуват близо до звездите си, но те могат да се образуват далеч и след това да мигрират навътре. Тъй като е трябвало да се формира и да мигрира само за 200 милиона години, TOI 1807 b ще помогне на учените да разберат по-добре жизнения цикъл на тези видове планети. Ако тя няма много плътна атмосфера и масата й е предимно скала, близостта на планета до нейната звезда може да означава, че повърхността й е покрита с океани или езера от разтопена лава.

съавтор Тревор Дейвид, научен сътрудник в Центъра за изчислителна астрофизика в Ню Йорк. „Ако искате да видите как се развиват планетите, най-добре е да намерите няколко планети от различни възрасти и след това да попитате как се различават. Откритието на TESS за системите TOI 2076 и TOI 1807 подобрява нашето разбиране за фазата на тийнейджърската екзопланета.“

Справка: „TOI-2076 и TOI-1807: Две системи за изгряващи планети в диапазона от 50 компютъра, идентифицирани от TESS, са идеалните кандидати за по-нататъшно проследяване“ от Кристина Хеджис, Алекс Хюз, Джордж Джоу, Тревор Дж. Дейвид, Джулиет Бейкър , Стивън Джакалон, Андрю Вандерберг, Джоузеф Е Родригес, Алисън Перела, Кристофър Уирт, Шон Атертън, Тара Фетерволф, Карън А. Колинс, Ейдриън М. Брайс Уилън, Меган Бидъл, Самюел Н. Куин, Тианджун Жан, Джордж Р. Рекер, Дейвид У. Латъм, Роланд К. Вандерсбек, Сара Сийгър, Джошуа Н. Уейн, Джон М. Дженкинс, Джон Ф. Килкопф, Ричард П. Шварц, Кортни де Дрессинг, Ерика Г. Гонзалес, Иън Дж. М. Кросфийлд, Елизабет С. 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. Кинтана и Джеф Фрий Смит, 12 юли 2021 г., достъпно тук. Астрономически вестник.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / ac06cd

TESS е астрофизична мисия на НАСА, ръководена и управлявана от Масачузетския технологичен институт в Кеймбридж, Масачузетс, и управлявана от космическия полетен център на НАСА Goddard. Допълнителни партньори включват Northrop Grumman от Falls Church, Вирджиния; Изследователският център на НАСА Ames в Силициевата долина в Калифорния; Център по астрофизика | Харвард и Смитсониън в Кеймбридж, Масачузетс; Лаборатория Линкълн в Масачузетския технологичен институт. и Научния институт за космически телескоп в Балтимор. Повече от дузина университети, изследователски институти и обсерватории от цял ​​свят участват в мисията.